ओलिगोसेकेराइड्स: विशेषताएं, संरचना, कार्य, प्रकार - जीवविज्ञान - 2025

Oligosaccharides (यूनानी, oligo = छोटे से; सच्चर = चीनी) glycosidic बांड द्वारा एक साथ जुड़े हुए दस मोनोसैकराइड अवशेषों के लिए दो से बना अणु होते हैं। ओलिगोसैकराइड्स विभिन्न प्रकार के खाद्य स्रोतों से आते हैं, जैसे दूध, टमाटर, केले, ब्राउन शुगर, प्याज, जौ, सोया, राई, और लहसुन।

खाद्य उद्योग और कृषि में, बृहदान्त्र के रूप में उनके आवेदन के लिए ऑलिगोसैकराइड्स पर बहुत ध्यान दिया गया है, बृहदान्त्र में बैक्टीरिया की प्रजातियों की वृद्धि और गतिविधि के चयनात्मक उत्तेजना के लिए लाभप्रद धन्यवाद।

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ये प्रीबायोटिक्स प्राकृतिक स्रोतों से, या पॉलीसेकेराइड के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। पौधों में ऑलिगोसैकेराइड्स ग्लूकोज ऑलिगोसैकराइड्स, गैलेक्टोज ऑलिगोसैकराइड्स और सुक्रोज ऑलिगोसेकेराइड्स हैं, जिनमें से सबसे अधिक प्रचुर मात्रा में होता है।

ऑलिगोसैकराइड्स को ग्लाइकोप्रोटीन बनाने वाले प्रोटीन से भी जोड़ा जा सकता है, जिसकी सामग्री वजन 1% से 90% तक होती है। ग्लाइकोप्रोटीन सेल मान्यता, लेक्टिन बाइंडिंग, बाह्य मैट्रिक्स गठन, वायरल संक्रमण, रिसेप्टर-सब्सट्रेट मान्यता और एंटीजेनिक निर्धारकों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

ग्लाइकोप्रोटीन में एक चर कार्बोहाइड्रेट संरचना होती है, जिसे माइक्रोहेटरोगिनेटी के रूप में जाना जाता है। कार्बोहाइड्रेट की संरचना का लक्षण वर्णन ग्लाइकोमिक्स के लक्ष्यों में से एक है।

विशेषताएँ

अन्य कार्बोहाइड्रेट की तरह, ओलिगोसेकेराइड, मोनोसेकेराइड से बने होते हैं जो किटोस (केटो समूह के साथ) और एल्डोस (एक एल्डिहाइड समूह के साथ) हो सकते हैं। दोनों प्रकार के शर्करा में कई हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, अर्थात्, वे पॉलीहाइड्रोक्सिलेटेड पदार्थ होते हैं, जिनके अल्कोहल समूह प्राथमिक या द्वितीयक हो सकते हैं।

ऑलिगोसेकेराइड्स बनाने वाले मोनोसैकेराइड्स की संरचना चक्रीय है, और वे पाइरोस या फुरानोज प्रकार के हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज एक एल्डोज है जिसका चक्रीय संरचना एक पाइरोज है। जबकि फ्रुक्टोज एक कीटोज है जिसकी चक्रीय संरचना एक फुरानोज है।

ऑलिगोसेकेराइड बनाने वाले सभी मोनोसैकेराइड में ग्लिसराल्डिहाइड का डी कॉन्फ़िगरेशन होता है। इस वजह से, ग्लूकोज एक डी-ग्लूकोप्रोपेरोज है और फ्रुक्टोज एक डी-फ्रुक्टोप्रानोज है। एनोमेरिक कार्बन के आसपास कॉन्फ़िगरेशन, ग्लूकोज में सी 1 और फ्रुक्टोज में सी 2, अल्फा या बीटा कॉन्फ़िगरेशन निर्धारित करता है।

चीनी का विसंगति समूह α- और eric-ग्लूकोसाइड बंध बनाने के लिए शराब के साथ संघनन कर सकता है।

नॉनडिजेस्टिबल ऑलिगोसेकेराइड्स (OND) में which कॉन्फ़िगरेशन है, जो आंत और लार में पाचन एंजाइमों द्वारा हाइड्रोलाइज्ड नहीं किया जा सकता है। हालांकि, वे बृहदान्त्र में बैक्टीरिया के एंजाइम द्वारा हाइड्रोलिसिस के प्रति संवेदनशील हैं।

रचना

अधिकांश ऑलिगोसेकेराइड में 3 और 10 मोनोसैकेराइड अवशेष होते हैं। एक अपवाद inulin है, जो एक OND है जिसमें 10 से अधिक मोनोसेकेराइड अवशेष हैं। अवशेष शब्द इस तथ्य को संदर्भित करता है कि जब मोनोसैकराइड के बीच एक ग्लूकोसाइड बंधन बनता है, तो पानी के अणु का उन्मूलन होता है।

ऑलिगोसैकराइड्स की संरचना को बाद में मुख्य प्रकार के ऑलिगोसेकेराइड्स पर अनुभाग में वर्णित किया गया है।

विशेषताएं

सुक्रोज और लैक्टोज जैसे सबसे आम डिसैक्राइड, एडेनोसाइट ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के रूप में ऊर्जा का एक स्रोत हैं।

ओएनडी के स्वास्थ्य गुणों पर प्रीबायोटिक्स के रूप में प्रकाशित वैज्ञानिक लेखों में लगातार वृद्धि हुई है।

ओएनडी के कुछ कार्य जो प्रीबायोटिक हैं, वे जीनस बिफीडोबैक्टीरिया के बैक्टीरिया के विकास को बढ़ावा देने और कोलेस्ट्रॉल कम करने के लिए हैं। ONDs कृत्रिम मिठास के रूप में काम करते हैं, ऑस्टियोपोरोसिस में एक भूमिका है और मधुमेह मेलेटस 2 के नियंत्रण में, आंतों के माइक्रोफ्लोरा के विकास को बढ़ावा देते हैं।

इसके अलावा, ONDs को रोगजनक वनस्पतियों को कम करके संक्रमण और दस्त के जोखिम को कम करने और प्रतिरक्षा प्रणाली की प्रतिक्रिया में सुधार करने जैसे गुणों को जिम्मेदार ठहराया गया है।

प्रकार

ओलिगोसेकेराइड को आम और दुर्लभ ओलिगोसेकेराइड में विभाजित किया जा सकता है। पूर्व डिसैकराइड हैं, जैसे सुक्रोज और लैक्टोज। उत्तरार्द्ध में तीन या अधिक मोनोसेकेराइड अवशेष हैं और ज्यादातर पौधों में पाए जाते हैं।

प्रकृति में पाए जाने वाले ऑलिगोसेकेराइड्स मोनोसेकेराइड्स में भिन्न होते हैं जो उन्हें रचना करते हैं।

इस तरह, निम्नलिखित ऑलिगोसैकेराइड्स पाए जाते हैं: फ्रुक्टुलिगोसैकेराइड्स (एफओएस), गैलेक्टुलिगोसैकेराइड्स (जीओएस); गैलेक्टुलिगोसैकेराइड्स (LDGOS) से प्राप्त लैक्टुलूलीगोसेकेराइड; xylooligosaccharides (XOS); अरबिनलिगोसेकेराइड्स (ओएसए); समुद्री शैवाल से प्राप्त (ADMO)।

अन्य ऑलिगोसेकेराइड्स में पेक्टिन-व्युत्पन्न एसिड (पीएओएस), मेटलोलिगोसैकेराइड्स (एमओएस), साइक्लोडोडेक्सट्रिंस (सीडी), आइसोमाल्टो-ओलिगोसेकेराइड्स (आईएमओ, और मानव दूध ऑलिगोसेकेराइड्स (एचएमओ)) शामिल हैं।

ऑलिगोसेकेराइड्स को वर्गीकृत करने का एक और तरीका उन्हें दो समूहों में अलग करना है: 1) प्राथमिक ओलिगोसेकेराइड, जो पौधों में पाए जाते हैं, और ग्लूकोज और सुक्रोज के आधार पर दो प्रकारों में विभाजित होते हैं; 2) माध्यमिक ऑलिगोसैकराइड जो प्राथमिक ऑलिगोसैकराइड से बनते हैं।

प्राथमिक ओलिगोसेकेराइड वे हैं जो मोनो- या ऑलिगोसेकेराइड और एक ग्लाइकोसिलेरसेर के माध्यम से ग्लाइकोसिल दाता से संश्लेषित होते हैं। उदाहरण, सुक्रोज।

माध्यमिक ऑलिगोसेकेराइड्स विवो या इन विट्रो में बड़े ऑलिगोसेकेराइड्स, पॉलीसेकेराइड्स, ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड्स के हाइड्रोलिसिस द्वारा बनते हैं।

डिसैक्राइड

पौधों में सबसे प्रचुर मात्रा में डिसाकाराइड सुक्रोज है, जो ग्लूकोज और फ्रुक्टोज से बना है। इसका व्यवस्थित नाम O - α -D-Glucopyranosyl- (1-2) - β -D- फ्रुक्टोफ्यूरानसाइड है। क्योंकि ग्लूकोज में C1 और फ्रुक्टोज में C2 ग्लाइकोसिडिक बंधन में भाग लेते हैं, सुक्रोज एक कम करने वाली चीनी नहीं है।

लैक्टोज गैलेक्टोज और ग्लूकोज से बना है, और केवल दूध में पाया जाता है। स्तनपायी प्रजातियों के आधार पर इसकी एकाग्रता 0 से 7% तक भिन्न होती है। लैक्टोज O का व्यवस्थित नाम - l -D-galactopyranosyl- (1-4) -D-ग्लूकोजोफाइलोज।

मुख्य ओलिगोसेकेराइड्स

Fructooligosaccharides (FOS)

फ्रुक्टुलिगोसैकेराइड शब्द अक्सर 1 ^एफ (1-D-Dructructofuranosyl) _n -sucrose के लिए उपयोग किया जाता है, जहां n 2 से 10 फ्रुक्टोज इकाइयों है। उदाहरण के लिए, दो फ्रुक्टोज इकाइयां 1-बास्केट बनाती हैं; तीन इकाइयाँ 1-निस्टोसा बनाती हैं; और चार इकाइयाँ 1-फ्रक्टोफ्यूरानोसिल-निस्टोज़ बनाती हैं।

FOS घुलनशील और थोड़े मीठे फाइबर होते हैं, जैल बनाते हैं, जो पाचन में शामिल एंजाइमों के लिए प्रतिरोध का प्रदर्शन करते हैं जैसे अल्फा-एमिलेज, सुक्रेज़ और माल्टेज़। वे अनाज, फल और सब्जियों में मौजूद हैं। उन्हें विभिन्न स्रोतों से एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं द्वारा भी निकाला जा सकता है।

स्वास्थ्य लाभ में आंतों और श्वसन पथ के संक्रमण की रोकथाम, प्रतिरक्षा प्रणाली की प्रतिक्रिया में वृद्धि, लैक्टोबैसिली और बिफीडोबैक्टीरिया प्रजातियों के विकास को प्रोत्साहित करना और खनिजों का अवशोषण बढ़ाना शामिल हैं।

गैलेक्टूलिगोसैकेराइड्स (GOS)

गैलेक्टूलिगोसैकेराइड्स को ट्रांसगैलेक्टुलिगोसैकेराइड्स भी कहा जाता है। आम तौर पर, GOS अणुओं को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: Gal ^X (Gal) _n ^Y Glc।

जहां गैल गैलेक्टोज है और n bond -1,4 बॉन्ड है जो गैलेक्टोज अवशेषों से जुड़ता है। इसके अलावा, सूत्र इंगित करता है कि gal-galactosidases अन्य बंधनों को भी संश्लेषित करता है: (- (1-3) और 6 - (1-6)।

GOS को लैक्टोज से ट्रांसगलैक्टोसाइलेशन द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है जो gal-galactosidases द्वारा उत्प्रेरित होता है। स्तनधारी दूध GOS का एक प्राकृतिक स्रोत है। GOS बिफीडोबैक्टीरिया के विकास को बढ़ावा देता है।

GOS को व्यावसायिक रूप से Oligomate 55 नाम से उत्पादित किया जाता है, जो Aspergillus oryzae और Streptoccoccus thermophilus से β-galactosidases पर आधारित एक तैयारी है। इसमें 36% ट्राई, टेट्रा-, पेंटा- और हेक्सा-गैलेक्टो-ऑलिगोसेकेराइड्स, 16% डिसेकेराइड्स गैलेक्टोसिल-ग्लूकोज और गैलेक्टोसिल-गैलेक्टोस, 38% मोनोसैकराइड्स, और 10% लैक्टोस होते हैं।

यद्यपि व्यावसायिक रूप से निर्मित GOS की संरचना, gal-galactosidase के मूल के अनुसार भिन्न हो सकती है जो वे उपयोग करते हैं। फ्राइसलैंडकैम्पिना और निसिन शुगर कंपनियां क्रमशः बैसिलस सर्कुलान और क्रिप्टोकोकस लौरेंटी से एंजाइम का उपयोग करती हैं।

जीओएस का सेवन करने के लाभों में आंतों के वनस्पतियों का पुनर्संरचना, आंतों की प्रतिरक्षा प्रणाली का विनियमन और आंतों की बाधा का सुदृढीकरण है।

ऑलिगोसैकराइड्स लैक्टुलोज, टैगैटोज और लैक्टोबिओनिक एसिड भी लैक्टोज से ऑक्सीडाइरेक्टेसिस का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।

Xylooligosaccharides (XOS)

XOS ose - (1-4) बॉन्ड द्वारा जुड़ी xylose इकाइयों से बना है। दो और दस मोनोसैकराइड के बीच पॉलिमराइज़ होता है। कुछ XOS में अरबीनोसिल, एसिटाइल या ग्लूकोरोनील मोटिफ्स हो सकते हैं।

XOS को जिंक की छाल, जई, गिरी, या मकई के अखाद्य हिस्से से जाइलन के हाइड्रोलिसिस द्वारा एंजाइमिक रूप से उत्पादित किया जाता है। XOS का उपयोग मुख्य रूप से FOSHU (विशिष्ट स्वास्थ्य उपयोग के लिए खाद्य पदार्थ) की मंजूरी के तहत जापान में किया जाता है।

फेरुलॉयल xylooligosaccharides या oligosaccharides गेहूं की रोटी, जौ भूसी, बादाम के गोले, बांस और कर्नेल, मकई के अखाद्य भाग में मौजूद हैं। XOS को Xylan के एंजाइमैटिक क्षरण द्वारा निकाला जा सकता है।

इन ऑलिगोसेकेराइड्स में टाइप 2 मधुमेह मेलेटस, पेट के कैंसर के रोगियों में कुल कोलेस्ट्रॉल को कम करने की संपत्ति होती है। वे बिफिडोजेनिक हैं।

Arabinooligosaccharides (OSA)

OSA को अरबीन पोलीसेकेराइड के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है जिसमें α - (1-3) और α- (1-5) एल-अरेबिनफुरानोज के लिंक होते हैं। अरेबिनोस अरबीन, अरबिनोग्लाक्टैन्स, या अरबिनो ज़िलान में मौजूद है, जो प्लांट सेल की दीवार के घटक हैं। AOS लिंक का प्रकार स्रोत पर निर्भर करता है।

ओएसए अल्सरेटिव कोलाइटिस के रोगियों में सूजन को कम करता है, बिफीडोबैक्टीरियम और लैक्टोबैसिलस के विकास को भी उत्तेजित करता है।

आइसोमाल्टो-ओलिगोसेकेराइड्स (IMO)

IMO की संरचना में α - (1-6) बंधों के माध्यम से माल्टोज़ या आइसोमाल्टोज़ से जुड़े ग्लाइकोसिइल अवशेष होते हैं, सबसे प्रचुर मात्रा में रफ़िनोज़ और स्टैचोज़ होते हैं।

IMO उद्योग में Isomalto-900 नाम से निर्मित होता है, जिसमें कॉर्न स्टार्च के साथ α -amylase, pullulanase और α -glucosidase इनक्यूबेटिंग होते हैं। परिणामी मिश्रण में मुख्य ऑलिगोसैकेराइड हैं आइसोमाल्ट (ग्लू α -1-6 ग्लू), आइसोमालोट्रिओस (ग्लू α -1-6 ग्लू α -1-6 ग्लू) और पैनोस (ग्लू α -1-6 ग्लू α -1-4) ग्लू)।

स्वास्थ्य लाभ में नाइट्रोजन उत्पादों की कमी है। उनके पास एक एंटीडायबिटिक प्रभाव है। वे लिपिड चयापचय में सुधार करते हैं।

पेट के कैंसर में प्रीबायोटिक्स के अनुप्रयोग

यह अनुमान लगाया गया है कि इस बीमारी की उपस्थिति को प्रभावित करने वाले 15% कारकों का जीवनशैली से संबंध है। इन कारकों में से एक आहार है, यह ज्ञात है कि मांस और शराब इस बीमारी के प्रकट होने का खतरा बढ़ाते हैं, जबकि फाइबर और दूध से समृद्ध आहार इसे कम करते हैं।

यह दिखाया गया है कि आंतों के बैक्टीरिया और ट्यूमर के गठन की चयापचय गतिविधियों के बीच घनिष्ठ संबंध है। प्रीबायोटिक्स का तर्कसंगत उपयोग इस अवलोकन पर आधारित है कि बिफीडोबैक्टीरिया और लैक्टोबैसिलस कार्सिनोजेनिक यौगिकों का उत्पादन नहीं करते हैं।

जानवरों के मॉडल में और मनुष्यों में बहुत कम अध्ययन हुए हैं। पशु मॉडल के समान मनुष्यों में, यह दिखाया गया था कि प्रीबायोटिक्स की खपत से बृहदान्त्र कोशिकाओं और जीनोटॉक्सिसिटी में महत्वपूर्ण कमी होती है, और आंतों के अवरोध के कार्य में वृद्धि होती है।

सूजन आंत्र रोग में प्रीबायोटिक्स के अनुप्रयोग

सूजन आंत्र रोग जठरांत्र संबंधी मार्ग की अनियंत्रित सूजन की विशेषता है। दो संबंधित स्थितियां हैं, अर्थात्: क्रोहन रोग और अल्सरेटिव कोलाइटिस।

अल्सरेटिव कोलाइटिस के पशु मॉडल का उपयोग करते हुए रोग के विकास को रोकने के लिए व्यापक स्पेक्ट्रम एंटीबायोटिक दवाओं का उपयोग दिखाया गया था। यह जोर देना महत्वपूर्ण है कि स्वस्थ व्यक्तियों के माइक्रोबायोटा सूजन वाले आंत्र रोग से अलग हैं।

इसके कारण, भड़काऊ स्थिति को कम करने के लिए प्रीबायोटिक्स का उपयोग करने में एक विशेष रुचि है। पशु मॉडल में किए गए अध्ययनों से पता चला है कि एफओएस और इनुलिन की खपत जानवरों के समर्थक भड़काऊ प्रतिरक्षा मार्करों को काफी कम कर देती है।

ग्लाइकोप्रोटीन में ओलिगोसेकेराइड

रक्त प्लाज्मा प्रोटीन, कई दूध और अंडे के प्रोटीन, बलगम, संयोजी ऊतक घटक, कुछ हार्मोन, अभिन्न प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन, और कई एंजाइम ग्लाइकोप्रोटीन (जीपी) हैं। आम तौर पर, जीपी में ऑलिगोसैकराइड की औसत 15 मोनोसैकेराइड इकाइयां होती हैं।

ओलिगोसैकेराइड्स एन-ग्लूकोसिडिक या ओ-ग्लाइकोसिडिक बांड द्वारा प्रोटीन से जुड़े होते हैं। एन-ग्लूकोसिडिक बॉन्ड, एन-एसिटाइल-ग्लूकोसामाइन (ग्ल्कएनएसी) और अमीनो एसिड अवशेषों एस्परगीन (एसएन) के एक अमाइड समूह के बीच एक सहसंयोजक बंधन के गठन के होते हैं, जिसे आमतौर पर एसएन-एक्स- के रूप में पाया जाता है। सर्न या असन-एक्स-थ्र।

प्रोटीन का ग्लाइकोसिलेशन, ऑलिगोसैकराइड्स को प्रोटीन के साथ बाँधना, प्रोटीन बायोसिंथेसिस के साथ होता है। इस प्रक्रिया के सटीक चरण ग्लाइकोप्रोटीन की पहचान के साथ अलग-अलग होते हैं, लेकिन सभी एन-लिंक्ड ऑलिगोसेकेराइड्स में संरचना के साथ एक पंचक में आम है: GlcNAcβ (1-4) GlcNAcβ (1-4) मैन ₂ ।

O -glycosidic संघ में disaccharide cos -galactosyl- (1-3) - α - N -acetylgalactosamine का एक सेरिन (Ser) या threonine (Thr) के OH समूह का संघ होता है। ओ-लिंक्ड ऑलिगोसेकेराइड्स आकार में भिन्न होते हैं, उदाहरण के लिए वे प्रोटीयोग्लिसेन्स में 1000 डिसेकेराइड इकाइयों तक पहुंच सकते हैं।

ग्लाइकोप्रोटीन में ओलिगोसेकेराइड की भूमिका

जीपी में कार्बोहाइड्रेट घटक कई प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है। उदाहरण के लिए, निषेचन के दौरान शुक्राणु और अंडे के बीच बातचीत में। परिपक्व डिंब एक अतिरिक्त परत से घिरा हुआ है, जिसे ज़ोना पेलुसीडा (जेडपी) कहा जाता है। शुक्राणु की सतह पर रिसेप्टर ज़ीपी से जुड़े ऑलिगोसेकेराइड को पहचानता है, जो एक जीपी है।

जेडपी ऑलिगोसेकेराइड्स के साथ शुक्राणु रिसेप्टर की अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप प्रोटीज और हयालूरोनेसैसेस की रिहाई होती है। ये एंजाइम ZP को भंग कर देते हैं। इस तरह से शुक्राणु अंडे में प्रवेश कर सकता है।

एक दूसरा उदाहरण एंटीजेनिक निर्धारक के रूप में ओलिगोसेकेराइड है। एबीओ रक्त समूह एंटीजन एक व्यक्ति की कोशिकाओं की सतह पर ग्लाइकोप्रोटीन ऑलिगोसेकेराइड और ग्लाइकोलिपिड हैं। टाइप ए कोशिकाओं वाले व्यक्तियों के पास उनकी कोशिका की सतह पर एंटीजन होते हैं, और वे अपने रक्त में एंटी-बी एंटीबॉडी ले जाते हैं।

प्रकार बी कोशिकाओं वाले व्यक्ति बी एंटीजन ले जाते हैं और एंटी-ए एंटीबॉडी लेते हैं। एबी कोशिकाओं के प्रकार वाले व्यक्तियों में ए और बी एंटीजन होते हैं और एंटी-ए या एंटी-बी एंटीबॉडी नहीं होते हैं।

टाइप ओ व्यक्तियों में ऐसी कोशिकाएँ होती हैं जिनके पास कोई एंटीजन नहीं होता है, और उनमें एंटी-ए और एंटी-बी एंटीबॉडी होते हैं। यह जानकारी रक्त आधान करने के लिए महत्वपूर्ण है।

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