Биологија на хитин
Китин (гр. χιτών читон „Шел“, „Шел“) е веднаш до целулозата, најраспространетиот полисахарид на земјата и се користи за формирање структура. Од целулозата се разликува по тоа што има ацетамидна група. Се јавува кај печурки (Габи) како и кај зглобни животни (Артикулати) и мекотели (Мекотели). Кај габите, таа претставува една од главните компоненти на клеточниот ид. Кај анелидите (Анелида) се јавува во устата. Кај членконогите, тој е главната компонента на егзоскелетот. Исто така, се најде кај 'рбетници, како што се коскени риби (Телеостеи) и риболов на лигите (Blenniidae) како сива риба од лигите (Паралипофриси триглоиди) [3]
Китин е почетен материјал за техничко производство на хитозан и глукозамин.
Појава
Во животинското царство, хитин, заедно со протеини и калциум карбонат, е најраспространет како компонента во егзоскелетот на многу артрододи, особено кај класите (и суперкласите) на Инсектата, Арахнида (пајаковидни), Миријапода (милипеди) и Ракови (ракови). Во Мекотелите (мекотелите) се наоѓа како компонента на радулата и во Шулпот на некои цефалоподи (цефалоподи).
Во кралството на печурки, хитин се наоѓа во голем број на долни печурки, како и во печурки, асфалтни печурки и фикомицета како компонента на клеточниот wallид со протеини и глукани, иако не се појавува кај сите овие габи. Дури и кај блиски роднини, појавата на хитин во клеточниот wallид може значително да се разликува.
Структура и својства
Китин е полисахарид составен од ацетилглукозамин единици (точно: 2-ацетамидо-2-деокси-Д-глукопираноза или N-ацетил-Д-глукозамин, кратенка: GlcNAc). Единиците на ацетилглукозамин се поврзани со β-1,4-гликозидни врски - ова е ист тип на врска како и молекулите на глукозата во целулозата. Затоа, хитин може да се сфати како варијанта на целулоза во која хидроксилните групи во позиција 2 на единиците на мономерите се заменети со ацетамидо групи. Ова овозможува посилна водородна врска помеѓу соседните полимери, што го прави хитинот потежок и постабилен од целулозата. [4] Сепак, природниот хитин обично не е единствен полимер, туку мешавина од случајни кополимери на Д-глукозамин (GlcN) и N-ацетил-Д-глукозамин (GlcNAc), што значи дека не секоја амино група е ацетилирана.
Степенот на ацетилација ги одредува неговите својства покрај степенот на полимеризација (должина на ланецот) и преклопувањето на ланецот. Транзицијата кон хитозан, која има значително помалку (идеално без) ацетилни групи, е течна. Ако степенот на ацетилација е поголем од 50%, обично се зборува за Китин, дали е подолу, претежно од Хитозан.
Китинот се јавува природно во најмалку две конформации: Читинот на членконогите доаѓа главно во форма на α-Китин (како α-спирален спирален облик [5] сличен на скроб), во мекотели во форма на β-Китини (како летоци). [6] [7] Како γ-Китинот понекогаш е мешавина од α- и β-хитин, што се јавува кај ларвите на буба и цефалоподи. [8-ми]
Китин е безбоен. Добро познатата кафеава боја (како и цврстината) на лушпите од инсекти е предизвикана од склеротин, структурен протеин.
Китин е во голема мера нерастворлив во водни, слабо јонски и здраво толерантни органски растворувачи, во силно јонски растворувачи „растворливоста“ се базира на деполимеризација. „Растворлив хитин“ е обично хитин хидрохлорид, од кои некои се растворливи дури и во вода. [9]
биосинтеза
Во природата, хитинот формира сложени структури кои се формираат во повеќестепен процес. Хитинските молекули се синтетизираат со трансгликозилации преку мембрани врзани ензими наречени хитин синтетаза EC 2.4.1.16, кои користат уридин дифосфат-N-ацетилглукозамин (UDPGlcNAc) како подлога. Во случај на габи, на пример, ова се случува во специјални везикули наречени хитозоми. Хитинските молекули или хито-олигомерите се лачат во вонклеточниот простор. Различни модификации се случуваат надвор од клетките што влијаат на својствата. Една од нив е делумна хидролиза со хитинази EC 3.2.1.14. Покрај хидролазата, хитиназите имаат и активност на трансгликозидаза, така што хитинот може да биде поврзан со глуканите. Друга модификација е делумната деацетилација со специјални деацетилази. Некои немодифицирани молекули на хитин кристализираат и делумно се ковалентно поврзани со други молекули на хитин преку протеини. Резултирачката супрамолекуларна структура созрева преку понатамошно вкрстено поврзување и вградување на разни супстанции. [10]
Биолошка важност
Спротивно на популарното верување, хитинот не е одговорен за правење тврди оклопи (инсекти). Китин е одговорен за својата мекост и флексибилност. Кутикулата на инсектот станува тврда и стабилна само кога е во интеракција со структурниот протеин склеротин. Вар исто така се чува во ракови за да се зголеми цврстината.
Китин е втор најчест биополимер по целулоза. Светската понуда се проценува на 10 6 до 10 7 тони. Главниот дел е составен од малите ракови на зоопланктонот (на пример, крил).
Се користи хитин од водни членконоги и габи, меѓу другото. на Вибрио колера, патогенот за колера, распаднат со помош на ензимот хитиназа.
Активните состојки кои ја инхибираат синтезата на хитин се познати како инхибитори на хитин и се користат за борба против инсекти и габи.
Приказна за откритието
Хитин за прв пат научно е опишан во 1811 година од Анри Браконот (директор на ботаничката градина на Нанси) како супстанца (од печурки), но сè уште не под ова име, туку како „габичка“. Францускиот Антоан Одиер го дал името во 1823 година: тој го зел грчкиот збор за „туника“ или „обвивка“, заснован на обвивките на крилјата на количката во која ја пронашол супстанцијата. [11]
Медицинска важност
Китин е исто така компонента на важни патогени; се наоѓа во клеточните wallsидови на патогени габи, во вагината и фаринксот на филариите, како и во јајцата на паразитските црви. Цицачите и растенијата имаат хитинази кои деградираат хитин за одбрана. Кај пациенти со болест на Гошер [12], се наоѓаат исклучително високи вредности на ензими, кои се користат за контрола на терапијата. Зголемено ниво на ензими се наоѓа и во крвта на други болести на лизозомално складирање и пациенти со саркоид [13]. Во тешка астма, зголемено ниво на хитиназа може да се открие во серумското и белодробното ткиво. [14]
употреба
Иако хитинот како биополимер има многу добри механички својства и, заедно со целулозата и лигнинот, е еден од најчестите природни полимери, опсегот на употреба е релативно мал. Хитозан, кој потекнува од хитин, се комерцијално произведен од остатоци од школка од ракчиња и се користи првенствено како блокатор на маснотии во нутриционистичкиот сектор и како филтер-материјал за екстракција на вода или во постројки за третман на канализација и како суровина за влакна, пени, мембрани и филмови (биопластика). Хитозанот исто така се користи во пастите за заби (хитодент), како додаток за хартија и памук, и за да се забрза облачноста во индустријата за пијалоци. Хитозанот се истражува во фармацевтската индустрија со цел да се искористи за микрокапсулација и насочено ослободување на фармаколошки агенси, вклучително и како вектор за генска терапија.