Polysaccharide

Klappentext
PolysaccharidebildennebenProteinenundNukleinsaurendiedritte groBeGruppevonMakromoleklileninderNatur. Derstandig,meisttiber PhotosyntheseanfallendeVorratdieserProdukteistunermeBlichund wirdzurZeitnurselektivgenutzt. EintypischesBeispielisthier dieCellulose,welchediebishereinzigewirtschaftlichbedeutsame KomponenteimHolzist. DiebisherigenVerfahrenderZellstoffgewin­ nungsindalleinaufdieIsolierungderCelluloseoptimiert,unddie dabeiweiteranfallendenStoffewerdenimglinstigstenFallzurDeckung deseigenenEnergiebedarfsverbrannt,invielenFallenjedocheinfach verworfen. FolgedieserselektivenNutzungisteineVerschwendung ungeheurerMengenhochwertigerNaturprodukte. EinestarkereNutzung derPolysaccharide,auBervonCellulose,Starke,Pektinenundeinigen Algenpolysacchariden,giltzurZeitnochalsunwirtschaftlich. DieVersorgungskriseninderErdolforderungunddieabsehbareErschop­ fungdieserQuellenhabeneinegewisseSinnesanderungbewirktundhaben zumindestdieAufmerksamkeit,wennauchnochnichtdieAktivitat,auf diese"wasteproducts"gelenkt. FragenderEnergiegewinnung,aberauch derHerstellungvongeeignetenVerdickungsmitteln,vonPharmazeutika undKosmetikasowievonneuartigenPolymerenundindustriellverwend­ barenMembranenwerdenzunehmendstarkerdurchdachtundbearbeitet. Jeder,dersichmitderbesserenNutzungderPolysaccharidebefassen mochte,stoBtjedochsofortaufdieliberraschendeErkenntnis,daBwir eigentlichsehrwenigliberdiemakromolekularenEigenschaftenundihre FunktionenimbiologischenBereichwissen. Vermutlichhangtdieser MangelanWissendamitzusammen,daBdiePolysaccharidezwareindeutig denBiopolymerenzuzuordnensind,vondenBiochemikernabervielfach alsnichtsobedeutsamangesehenwerden,denndieBiochemiebeschaf­ tigtsichimAugenblicknochvornehmlichmitderReplikationderErb­ information,derWeitergabedieserInformationangeeigneteProduk­ tionsstattenimOrganismusundmitderRegulierungdesStoffwechsels. InallendiesenBeispielenisteineexaktvorgegebeneSequenzfolgeder Monomerbausteineerforderlich,diemeistgleichzeitigeinegenaudefi­ nierteraumlicheGestaltdesMakromoleklilsbewirkt. Erstdurchdiese wirddiehochspezifischeenzymatischeKatalysedesStoffwechseismog­ lich. Nursehrwenige,einfachgebautePolysaccharidebildeneinedefinierte Uberstruktur. SiebesitzenhaufigkeinevolligregelmaBigePrimar­ struktur,sonderndieRegelmaBigkeitwirdimmerwiederdurchanders­ artigeZwischeneinheiteninkomplizierterWeiseunterbrochen. Esent­ stehteine,haufigdurchunlibersichtlicheVerzweigungverstarkt,stan­ digfluktuierendeGestalt,diesichnurnochstatistischerfassen laBt. AusderSichtderBiochemieistdieUntersuchungderartigerKon­ formationeneinbevorzugtesForschungsgebietderPolymerwissenschaft. DieseaberbeschaftigtesichbislangvorallemmitsynthetischenStof­ feninnichtwaBrigenSystemen. VI DervorliegendekleineBandistalseinersterSchrittzurFullung dieserKenntnisluckegedacht. DieBeitragesindsehrkurzgehaltenund sindalseineEinfuhrungzuverstehen,dieeinenUberblickverrnitteln soll. NacheinerallgerneinenUbersichtuberdasVorkommeninderNatur werdeneinigederwichtigstenPolysaccharidegesondertbehandelt. Es folgenAusfuhrungenuberNutzunginPharrnazieundLebensrnittelchernie sowieuberdieBedeutungvonPolysaccharideninderImmunbiologie. In diesernzuletztgenanntenGebietspieltdiegenaueBestimmungderZuk­ kersequenzirnMakrornolekuleineentscheidendeRolle,undsowirdder MethodikdieserhochkornpliziertenSequenzanalyseeineigenesKapitel eingeraurnt. WegendergroBenBedeutungderraurnlichenStrukturfurdie rnolekularenEigenschaftenwerdeninweiterenKapitelnKonforrnations­ bestimmungsrnethodeninverdunnterLosung,untergelbildendenBedingun­ genundirnkristallinenZustandkurzabgehandelt. SchlieBlichwerden BeispielezurSyntheseneuererPolyrnererunddieVerwendungvonPoly­ saccharidgelenalsTragerfuraktiveZellsysternebesprochen,sowiedie drangendeFrageeinerbesserenNutzungderanderenHolzkornponenten behandelt. InsgesarntistdadurcheineZusammenstellungentstanden,diesichnicht aufdiechernischeZusammensetzungunddasVorkommenvonPolysacchariden beschrankt,sondernvieleAspektederphysikalischenChernieundder biologischenFunktionurnfaBt,diefureineAbschatzungderNutzungs­ rnoglichkeitenvongroBerBedeutungsind. Freiburg,Sommer1984 waltherBurchard Inhaltsverzeichnis StrukturundbiologischeFunktionvonPolysacchariden (G. Franz).. . . . . .. . .. .. . . ... . . . . . . . ... . . .... . . . . ...... .. . . . . . .... 1 Cellulose (D. Fengel). . .. . . . .. . . .. . . ..... . .. . . . . ... . .. .. . . .. . . ... 15 Starke(BeatePfannemuller).. .. . . . . . . . . .. .. . . .. . . . . .. . . . .. . .. . . . . 25 PolyosenundLignin-Polysaccharid-KomplexeausHolz (D. FengelundG. wegener). . ... . .. .. ... ... .... . . . . .. . .. . . . . .. .. .. 43 MikrobiellerAbbauvonCelluloseundXylan (H. Sahm). . ... . . . . . . . . 54 EnzymatischerAbbauvonStarke (BeatepfannemullerundW. Burchard). . .. . . . . . . . . . . .. .. . . ... . . . . . . 65 DerivatederCellulose (K. Balser). ... . . .. . . . . . . . . . .. . .. .. . . . . . . . 84 Bakterienpolysaccharide (K. Jann). . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . 111 PolysaccharideinderPharmazie (G. Franz). . .. . .. ... . .. . . . . . . . . .. 126 VerwendungderPolysaccharideinderLebensmittelverarbeitung (H. Scherz)... . . .. .. . . .. . .. ... . .. .. . . ..... . .... . .. . . .. . . .. .. . . . . . . 142 MolekuleigenschafteninverdunntenLosungen (M. SchmidtundW. Burchard). .. . . . . . .. . . . . .. .. . . . . . . .. . .. . . . . . . . . 154 ThermoreversibleGelierung:Garrageenan,Agarose,Alginate,Pektin (H. -U. tl?rHeer).. . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 MesophasenundPhasentrennung (W. Burchard). . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . 187 ChemischeStrukturaufklarungbakteriellerPolysaccharide (K. Jann). . . :. . . . .. . . . . . . .. . . .. .. . . . . . . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 PolysaccharidealsTragermaterialfurchemischeundbiochemische Reaktionen. TrennmaterialienfurSaulenchromatographie(J. Klein) 221 Kompatibilitat (W. Burchard). . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 232 OptischeTransformationzurVeranschaulichungeinigerMethoden derRontgen-undElektronenbeugunganPolymeren (G. Lieser). . ... .

Inhalt
Struktur und biologische Funktion von Polysacchariden.- Cellulose.- Stärke.- Polyosen und Lignin-Polysaccharid-Komplexe aus Holz.- Mikrobieller Abbau von Cellulose und Xylan.- Enzymatischer Abbau von Stärke.- Derivate der Cellulose.- Bakterienpolysaccharide.- Polysaccharide in der Pharmazie.- Verwendung der Polysaccharide in der Lebensmittelverarbeitung.- Moleküleigenschaften in verdünnten Lösungen.- Thermoreversible Gelierung: Garrageenan, Agarose, Alginate, Pektin.- Mesophasen und Phasentrennung.- Chemische Strukturaufklärung bakterieller Polysaccharide.- Polysaccharide als Trägermaterial für chemische und biochemische Reaktionen. Trennmaterialien für Säulenchromatographie.- Kompatibilität.- Optische Transformation zur Veranschaulichung einiger Methoden der Röntgen- und Elektronenbeugung an Polymeren.- Konformations- und Packungsanalyse von Polysacchariden.- Neue Polymere aus Polysacchariden.- Nutzungsmöglichkeiten für die Holzkomponenten Polysaccharide und Lignin.

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