Арабиноксилан — это форма гемицеллюлозы [ 1] ксилана , обнаруженного как в первичных, так и во вторичных клеточных стенках растений, которая в дополнение к ксилозе содержит значительное количество другого пентозного сахара , арабинозы . [2] Термин арабиноксилан обычно относится к ферулоил-арабиноксилану из злаков и других коммелинид, содержащему фрагменты фенольной феруловой кислоты , которые могут подвергаться окислительному связыванию (таким же образом, как лигниновые единицы), образуя сшивки между цепями арабиноксилана и с лигнином. В то время как арабиноза была обнаружена связанной с ксиланом в растениях, не относящихся к коммелинидам, феруловая кислота в них не сообщалась, и в отличие от ферулоил-арабиноксилана эти арабиноксиланы не являются монофилетическими . Оставшаяся часть этой статьи относится к ферулоил-арабиноксилану из клеточных стенок злаков и других видов коммелинид .
Как и в случае со всеми ксиланами, остов арабиноксилановых цепей состоит из большого количества 1,4-связанных β-D-ксилопиранозильных единиц. В арабиноксилане многие из этих ксилозных единиц 3-связаны с одиночными α-L-арабинофуранозильными единицами, а некоторые из этих арабиноз, в свою очередь, имеют остатки феруловой кислоты, связанные эфиром. [2] [3] Эти ферулоильные единицы могут подвергаться радикальному окислительному связыванию, образуя дегидродимеры феруловой кислоты и, возможно, более высокие олигомеры, которые ковалентно сшивают арабиноксилановые цепи. Этот способ сшивания является ключевой особенностью как первичных, так и вторичных клеточных стенок у злаков и других видов коммелинид .
Из-за его важности в пище, структура арабиноксилана из зерна пшеницы и других злаков интенсивно изучалась. В частности, арабиноксилан из эндосперма пшеницы, который дает начало белой муке, имеет более простую структуру, чем из большинства тканей. Помимо структурных особенностей, описанных выше, он имеет ксилозные единицы, дизамещенные 2- и 3-связанными остатками арабинозы . [4] Из-за низкой степени сшивания в клеточной стенке, часть этого арабиноксилана эндосперма извлекается в воде, давая начало растворимым пищевым волокнам.
Арабиноксиланы из тканей, отличных от эндосперма, структурно более сложны. Ксилановый остов часто сильно замещен остатками глюкуроновой кислоты и другими сахарами, и эти полимеры арабиноксилана иногда называют глюкуронарабиноксиланами или гетероксиланами. [2] Как остатки сахара остова, так и боковой цепи могут быть ацетилированы. Остатки арабинозила могут быть ацилированы фенолами, отличными от феруловой кислоты, в частности, p-кумаровой кислотой , а также синапиновой кислотой и другими. Эти ацилированные остатки арабинозила часто дополнительно замещены 2-связанными сахарами. В одревесневших клеточных стенках имеются веские доказательства того, что остатки ферулоила на арабиноксилане могут быть сшиты в лигниновый полимер, что повышает устойчивость к перевариванию.
Арабиноксиланы в основном выполняют структурную роль в растительных клетках . [5] Они также являются резервуарами больших количеств феруловой кислоты и других фенольных кислот , которые ковалентно связаны с ними. Фенольные кислоты также могут участвовать в защите, включая защиту от грибковых патогенов .
Арабиноксиланы являются одним из основных компонентов растворимых и нерастворимых пищевых волокон , которые, как показано, оказывают различные полезные для здоровья свойства. [6] Кроме того, арабиноксиланы, благодаря своим связанным фенольным кислотам, как показано, обладают антиоксидантной активностью. [7] Их ионообменная способность и вязкость также частично отвечают за их полезные метаболические эффекты. [8]