رای مثال پلی ساکارید ها ذخیره ای مثل نشاسته و گلیکوزن و پلی ساکارید های ساختاری مثل سلولز و کیتین همه هوموپلی ساکارید یا هوموگلیکان هستند.

پلی ساکارید ها دارای فرمول کلی  C_x(H₂O)_y هستند که در ان X عدد بزرگی بین 200 الی 2500 است. با فرض اینکه مونومر همه ی پلی ساکارید ها 6 کربنی باشد می توان فرمول کلی آن ها را به این شکل هم نوشت:   (C₆H₁₀O₅)_n که در آن n بین 40 و 3000 باشد.

ساختار پلی ساکارید ها

پلی ساکارید ها به طور طبیعی از اتصال تعداد زیادی مولکول قند کوچک با فرمول  (CH₂O)_n به نام مونوساکارید تشکیل شده اند. به طور کلی یک مونوساکارید دارای ساختار  H-(CHOH)_x(C=O)-(CHOH)_y-H,  می باشد که آلدئید یا کتونی خواهد بود که تعداد زیادی گروه عاملی هیدروکسیل دارد. هر گروه عاملی هیدروکسیل روی یک کربن قرار دارد. هر کربن یک هیدروکسیل دارد به غیر از کربنی که دارای گروه عاملی کربونیل ( آلدهید یا کتون ) باشد.. گلوکز ، فروکتوز و گالاکتوز مثال هایی برای مونوساکارید ها هستند.

پلی ساکارید ها از تعداد زیادی مونوساکارید تشکیل شده اند که با پیوند گلیکوزیدی به هم متصل می شوند. هر پلی ساکاریدی می تواند حداقل 10 و حداکثر هزاران مولکول مونوساکارید داشته باشد. البته تعیین مرز مشخص بین پلی ساکارید ها و الیگوساکارید ها کاملا سلیقه ای است.

آمیلوز یک پلی ساکارید خطی است که از مونومر های گلوکز تشکیل می شود. پلی ساکارید یکی از دو ترکیب تشکیل دهنده ی نشاسته می باشد

پلی ساارید ها جزو مولکول های آلی مهم در سلول ها می باشند. وظیفه ی پلی ساکارید ها غالبا ذخیره ای یا ساختاری می باشد.  برای مثال نشاسته برای ذخیره ی انرژی در گیاهان استفاده می شود. نشاسته از دو ماده با نام های آمیلوز ( خطی ) و آمیلوپکتین (منشعب ) ساخته می شود. مولکول مشابه دیگر در جانوران ، مولکولی بسیار منشعب تر است به نام گلیکوژن که بعضا با نام نشاسته ی جانوری هم نامیده می شود. ساختار گلیکوژن به گونه ای است که به ان کمک می کند سریع تر تجزیه شود.

سلولز و کیتین مثال هایی از پلی ساکارید های ساختاری هستند. سلولز مولکولی است که در دیواره ی سلولی گیاهان و برخی دیگر از جانداران یافت می شود و علاوه بر این سلولز فراوان ترین ماده ی آلی روی کره ی زمین نیز می باشد. سلولز استفاده های زیادی دارد برای مثال اصلی ترین ماده ی دخیل در صنعت کاغذ سازی به شمار می رود. 

کیتین نیز دارای ساختاری مشابه گلوکز است با این تفاوت که مونوساکارید های تشکیل دهنده ی کیتین دارای یک شاخه جانبی نیتروژن دار نیز می باشند که این امر استحکام کیتین را بیشتر می کند. کیتین در اسکلت خارجی بدن بندپایان و دیواره ی سلولی قارچ ها یافت می شود.  همچنین از کیتین در پزشکی نیز استفاده می شود و بعضا به عنوان نخ بخیه کاربرد دارد. 

نقش پلی ساکارید ها _{(در موجودات زنده)}

تغذیه

پلی ساکارید ها منبع مشتریک انرژی در همه ی جانداران هستند. بیشتر جانداران این توانایی را دارند که نشاسته را به اجزای سازنده اش تقسیم کنند و از انرژی به دست امده استفاده نمی آیند. با این وجود بیشتر جانداران نیز نمی توانند کربوهیدرات هایی مثل سلولز و کیتین را تجزیه نمایند.  این نوع کربوهیدرات ها فقط توسط چند نوع میکروارگانیسم مثل بعضی از باکتری ها قابل تجزیه اند. 

هرچند این کربوهیدرات ها نیز غیر قابل تجزیه هستند و این به خاطر نقش ساختاری آن ها است ، ولی با این وجود برای مثال سلولز یکی از عناصر اصلی رژیم غذایی انسان ها به شمار می رود و باید در غذا وجود داشته باشد. هر چند این سلولز در لوله ی گوارشی تجزیه نمی شود ولی بر روی نوع باکتری های زنده ی موجود در لوله ی گوارشی و نوع جذب سایر مواد در لوله ی گوارشی تاثیر گذار است.  این سلولز ها که فیبر های غذایی نامیده می شوند ، می توانند به اسید های صفراوی در لوله ی گوارش متصل شده و جلوی جذب شدن آن ها را بگیرند که این امر منجر به کاهش کلسترول خون می شود که مفید است. همچنین فیبر ها جذب قند ها را نیز تنظیم می کنند که این امر منجر به کنترل جذب قند ها شده و از افزایش ناگهانی قند خون بعد از خوردن غذا ، جلوگیری می کند. فیبر ها می توانند جذب لیپید ها را نیز تنظیم نمایند. همچنین بعد از اینکه این فیبر ها در روده توسط میکروارگانسم های موجود، تخمیر شدند، اسید چرب ها ی کوتاه زنجیره ای را می سازند که نقش های فیزیولوژیک زیادی دارند. همچنین این فیبر ها خطر ابتلا به دیابت را به شدت کاهش می دهند. دلیل این موضوع هنوز ناشناخته است.

پلی ساکارید های ذخیره ای

نشاسته

نشاسته ، یکی از پلی اسکارید هایی است که در آن مونومر های گلوکوپیرانوز ( گلوکز هایی که به شکل پیران هستند - مقاله ی مونوساکارید ها را بخوانید ) با پیوند آلفا گلیکوزیدی به هم متصل شده اند. نشاسته از ترکیب آمیلوز  ( 15 - 20 درصد ) و آمیلوپکتین (80 - 85 درصد ) تشکیل شده است. آمیلوز یک پلی مر خطی است که از صد ها گلوکز تشکیل شده است و آمیلوپکتین یک پلیساکارید منشعب می باشد که می تواند تا هزاران گلوز داشته با شد. هر شاخه ی آمیلو پکتین 24 الی 30 مولکول گلوکز دارد که به آن واحد آمیلوپکتین گفته می شود. نشاسته در آب غیرمحلول است. آن ها می توانند توسط هیدرولیز آنزیمی تجزیه شوند. انزیمی که این کار را انجام می دهد آمیلاز نام دارد. انسان ها و سایر جانوران ، می توانند آنزیم امیلاز را بسازند در نتیجه توانایی تجزیه ی نشاسته را دارا هستند.  سیب زمینی ، گندم ، جو و برنج غنی از نشاسته می باشند. تشکیل و ساخته شدن نشاسته ، فرآیندی است که توسط آن ، گیاهان ، انرژی خد را ذخیره می کنند.

گلیکوژن

تصویر 2بعدی از مقطع عرضی گلیکوژن - یک پروتئین گلیکوژنین توسط هزاران مولکول گلوکز احاطه شده است. چنین مولکول بزرگ کروی شکلی می تواند تا 30 هزار واحد گلوکز داشته باشد

گلیکوژن دومین ماده ی ذخیره کننده انرژی در جانوران و قارچ ها است ) می دانیم که اولین ذخیره کننده ی انرژِ در این جانداران ، بافت های چربی هستند ) . گلیکوژن به طور اولیه توسط کبد و ماهیچه ها ساخته می شود ولی در واقع طی فرآیند گلیکوژنز ، می تواند در سلول های عصبی مغز و همین طور در معده ساخته شود. 

گلیکوژن مشابه نشاسته است و به همین دلیل برخی مواقع از آن با هنوان نشاسته ی جانوری یاد می شود. شباهت گلیکوژن بین بخش آمیلوپکتین نشاسته ها قابل توجه است با این تفاوت که در گلیکوژن ، شاخه ها بسیار زیاد ترند و در نتیجه گلیکوژن مولکولی فشرده تر است. گلیکوژن از هزاران تا ده ها هزار مولکول گلوکز تشکیل می شود که با پیوند های آلفا α(1→4) به هم متصل می شوند. این پیوند در نقاطی که انشعاب حاصل می شود به شکل  α(1→6) نیز وجود دارد. گلیکوژن به شکل گرانول ه ایی در سیتوسل / سیتوپلاسم بیشتر سلول های بدن وجود دارد و نقش مهمی در متابولیسم گلوکز ایفا می کند. گلیکوژن می تواند انرژی زیادی را ذخیره کند که قابلیت بازیابی مجدد سریعی را نیز دارا باشد ، ولی فشردگی و میزان انرژی در این ذخیره کننده ، کمتر از لیپید ها می باشد.

در هپاتوسیت ها ( سلول های کبدی ) ، ممکن است بعد از غذا ، حتی تا 8 درصد محتوی سلول را گلیکوژن تشکیل دهد. فقط گلیکوژنی که در کبد ذخیره می شود ، برای سایر اعضای بدن قابل دسترس خواهد بود. گلیکوژن ساخته شده در سایر اعضا مثل مغز و ماهیچه ها و گلبول های قرمز و ... فقط توسط خود آن بافت مصرف می شوند. میزان کلی گلیکوژن ذخیره شده در بدن به میزان متابولیسم پایه ، ورزش کردن و فعالیت بدنی ، عادت های غذایی و ... بستگی دارد. . میزان کمی از گلیکوژن در کلیه و میزان کمتری در سلول های کوچک گلیال سیستم عصبی و گلبول های سفید خونی یافت می شود. بافت رحم نیز در طول دوران حاملگی برای تغذیه ی رویان ، گلیکوژن ذخیره می کند.

گلیکوژن غیر محلول در آب می باشد و زمانی که با ید ترکیب می شود به رنگ قرمز در می آید.  این ماده اصلی ترین ماده ی ذخیره کننده ی کربوهیدرات ها در بدن محسوب می شود.

مدل مولکولی محل شاخه دار شدن گلیکوژن - پیوند بین گلوکز ها در طول هر شاخه آلفا - 1 به 4 و در محل شاخه دار شدن آلفا - 1 به 6 است

پلی ساکارید های ساختاری

آرابینوکسیلان ها

آرابینوکسیلان ها در دیواره ی سلولی ( هم اولیه و هم ثانویه ) سلول های گیاهان یافت می شوند. این پلی ساکارید ها از قند های آرابینوز و گزیلوز ( زایلوز ) ساخته می شوند.

سلولز

بخش ساختاری گیاهان به طور ابتدایی و در سطح مولکولی از سلولز ساخته می شود. چوب ، به طور عمدا از سلولز و لیگنین (ماده چوب ( ساخته شده است. پنبه و کاغذ تقریبا به طور کامل از سلولز تشکیل شده اند. سلولز پلی مری خطی از گلوکز ها است که با پیوند بتا-گلیکوزیدی به همدیگر متصل شده اند.  انسان ها و تقریبا همه ی جانوران دیگر ، هیچ کدام آنزیم تجزیه ی کننده ی پیوند بتا-لیکوزیدی را ندارند و لذا نمی توانند سلولز را تجزیه کنند. برخی از جانوران مثل نشخوارکنندگان می توانند سلولز را تجزیه کنند و این موضوع فقط به دلیل وجود باکتری هایی در لوله ی گوارش آن ها است که این باکتری ها انزیم های تجزیه کننده ی سلولز می سازند. سلولز نامحلول در آب می باشد و وقتی با ید ترکیب شود تغییر رنگ نمی دهد. سلولز فروان ترین کربوهیدرات و احتمالا فراوان ترین ماده ی آلی در طبیعت است.

کیتین

کیتین یکی دیگر از کربوهیدرات هایی است که در طبیعت یافت می شود. کیتین بخش اصلی ساختاری جانورانی چون حشرات و سایر بندپایان است و اسکلت خارجی آن ها را تشکیل می دهد.  کیتین با گذشت زمان در طبیعت تجزیه می شود. تجزیه ی با هیدرولیز انجام می شود که این هیدرولیز توسط آنزیمی به نام کیتیناز کاتالیز می گردد. کیتیناز در سلول های میکروارگانیسم هایی چون برخی از باکتری ها و قارچ ها ساخته می شود. برخی از این میکروارگانیسم ها در سطح خود دارای گیرنده هایی برای کیتین هستند و زمانی که کیتین به این گیرنده ها متصل شود فعال شده و سلول را از حضور کیتین آگاه می کنند. در این زمان است که سلول ، آنزیم های کیتیناز را ساخته و کیتین را به مونومر سازنده اش تجزیه کرده و از آن استفاده می کنند.

پکتین

پکتین ها خانواده ای از پلی ساکارید های پیچیده ای هستند که در دیواره ی اولیه ی بسیاری از سلول ها و در بافت های غیر چوبی بیشتر گیاهان خشکی یافت می شوند. پکتین از آلفا-دی-گالاکتتوزیلورونیک اسید هایی تشکیل شده است که با پیوند 1,4 به هم متصل می شوند.