Chitin | |
![]() | |
Chitynowy wzór. | |
Identyfikacja | |
---|---|
N O CAS | |
N O ECHA | 100 014 313 |
N O WE | 215-744-3 |
UŚMIECH |
N ([C @@ H] 1 [C @ H] (O [C @@ H] ([C @@ H] ([C @ H] 1O) O) CO) * O * [C @@ H] 1 [C @@ H] (O) [C @ H] (NC (C) = O) [C @ H] (O [C @@ H] 1CO) * O * [C @@ H] 1 [C @@ H] (O) [C @ H] (NC (C) = O) [C @ H] (O [C @@ H] 1CO) O) C (C) = O , |
Właściwości chemiczne | |
Formuła | C 8 H 13 N O 5 ) N | (
Masa cząsteczkowa | 203,1925 ± 0,009 g / mol C 47,29%, H 6,45%, N 6,89%, O 39,37%, |
Jednostki SI i STP, chyba że zaznaczono inaczej. | |
Chityny (widoczny /ki.tin/ ) jest cząsteczka z rodziny węglowodanów i wzorze ( C 8 H 13 N O 5 ) n . Chityna jest azotowy polisacharyd otrzymany z polimeryzacji z N-acetylo-glukozaminy , połączonych razem za pomocą osidic wiązaniem typu β-1,4.
Chityna jest twardym i elastycznym materiałem (lub twardym w połączeniu z węglanem wapnia ). Jest syntetyzowany przez specjalne gruczoły (gruczoły chitynowe) wielu gatunków zwierząt i grzybów. Odgrywa zasadniczą rolę strukturalną w kilku taksonach eukariotycznych , w szczególności makroskopowych grzybach i drożdżach , mikoryzach i porostach oraz stawonogach . Jako taki uważany jest za jedną z synapomorfii grupy Opistochontów . Stanowi zwłaszcza naskórek zewnętrzne owadów i powłoki z skorupiaków lub w powłoce z głowonogach ( Nautilus na przykład) i wielu mięczaków (jest jednym ze składników od matek ciosekundowym perłowej ) i pseudonacres stanowiących wnętrze , niektóre muszle i perły z ostryg perłowych lub małży słodkowodnych . Jednak u małży występuje w bardzo zróżnicowanych proporcjach w zależności od gatunku. Występuje również w wielu mikroorganizmach , np. w naskórku chroniącym jaja wrotków .
Chityna pochodzi od greckiego słowa χιτών oznaczającego „tunika”, przez analogię między skorupą stawonogów a ubraniem. Termin został wymyślony przez francuskiego chemika Auguste'a Odiera .
Chityna jest biała, elastyczna, przepuszcza powietrze i wodę. Dlatego nie to czyni naskórek stawonogów twardym lub nieprzepuszczalnym, ani nie nadaje mu koloru.
Historycznie naukowcy najpierw zauważyli obecność „substancji skrobiowych” u niektórych zwierząt, a następnie odkryli, że chityna wydaje się zastępować celulozę (z roślin) w grzybach.
Celuloza może być chemicznie rozłożona na cząsteczki glukozy i przez odczynniki, a przy prawie tych samych odczynnikach chityna może zostać rozłożona na cząsteczki glukozaminy. Jest to faktycznie ten sam rodzaj wiązania, który łączy grupy glukozy w cząsteczce celulozy .
Niektórzy biolodzy w latach trzydziestych wywnioskowali, że między tymi dwiema cząsteczkami musi istnieć pewien rodzaj fizykochemicznej równoległości , nawet ze względu na ich funkcjonalne role w organizmach.
Chityna jest bardzo powszechna w świecie zwierząt. Jest jednym ze składników naskórka owadów, pająków i skorupiaków, pełni więc funkcję ochronną. Związane z węglanu wapnia , staje się sztywna i stanowi egzoszkielet z skorupiaków .
Chityna znajdująca się w naskórku stawonogów to alfa chityna, w której łańcuchy chityny są połączone w sposób antyrównoległy wiązaniami wodorowymi . U ramienionogów , głowonogów i pierścienic znajdujemy beta chitynę, w której łańcuchy chitynowe są tym razem połączone równolegle wiązaniami wodorowymi. Chityna gamma jest rzadsza, występuje u ramienionogów .
W grzybach chityna jest niezbędnym składnikiem ściany bocznej, która otacza i chroni komórki grzyba przed środowiskiem. Uważa się, że chityna bierze udział w szczególności w sztywności ściany grzyba. Chityny polimer pochodzenia biologicznego syntetyzowane z udziałem enzymu zwanego „syntazy chityny” (CH), który może być stosowany jako biologiczny marker z grzybowej biomasy . W drożdżach piekarskich ( Saccharomyces cerevisiae ) kilka aktywności CHS syntetyzuje chitynę w różnych lokalizacjach wewnątrzkomórkowych i na poszczególnych etapach pączkowania tego jednokomórkowego grzyba.
Chityna jest syntetyzowana przez różne zwierzęta jednokomórkowe lub metazoanowe, zwłaszcza w grupach zoologicznych linii Coelomate Spiralia i głównie w środowisku morskim. Wydaje się, że głównym źródłem są skorupiaki morskie.
Produktywność morskich : W 1980 roku, naukowcy próbowali ocenić i porównać ilość chityny produkowanego przez plankton w zatoce Calvi na Korsyce , z kryla w Arktyce i Antarktyce , populacji homary wybrzeży Republiki Południowej Afryki, i „infralittoralne zbiorowiska bentosowe z fotofilnymi glonami skalistych wybrzeży Korsyki” ; co ciekawe, dla każdej z tych bardzo różnych ekologicznie i geograficznie sytuacji oszacowano, że ilość jest prawie identyczna: około 1 g chityny rocznie i na metr kwadratowy podłoża skalnego lub powierzchni oceanu.
Jeśli ekstrapolujemy te liczby, same skorupiaki produkują około ± 2,3 miliarda ton chityny rocznie w oceanach.
Szczególnie na morzu odgrywa rolę w biogeochemicznych cyklach węgla i azotu.
Chityna grzybów łatwo ulega rozkładowi, ale chityna spolimeryzowana i powiązana z niektórymi minerałami i metalami stanowi bardzo odporny polimer, na przykład w skorupach małży .
Trawią ją niektóre enzymy ( chitynazy ) w przewodzie pokarmowym niektórych drapieżników (na przykład ptaków i ssaków). Enzymy te mogą być również wytwarzane przez florę jelitową gospodarza, na przykład przez bakteryjną florę jelitową ślimaka Helix pomatia, który może w ten sposób trawić grzyby.
Znalezienie chityny w organizmie nie zawsze oznacza, że sam ją wyprodukował; może pochodzić z pożywienia lub z flory jelitowej (endoflory), która ją wydziela.
Chityna martwych owadów lub skorupiaków jest mniej lub bardziej szybko rozkładana w ekosystemach przez zbiorowiska mikroorganizmów i bakterii.
Obserwacje dokonane przy pomocy mikroskopu elektronowego wykazują, że pewne substancje zanieczyszczające ( metale ciężkie , takie jak kadm , miedź , chrom , cynk i ołów na przykład) mogą zakłócać biosyntezy chityny i degradują masy perłowej z małży (zjawisko badanych w anodont Swan. ZWIĄZKU rodzina unionidae ). Może to sugerować, że niektóre pasożyty atakujące ostrygi i ich muszle mogą być ułatwione przez zanieczyszczenie muszli niektórymi metalami ciężkimi (faktycznie obserwowane zanieczyszczenie).
Ze względu na swoje właściwości cząsteczka ta jest przedmiotem zainteresowania producentów do obecnych i przewidywanych zastosowań w przyszłości .
Ten związek organiczny jest na ogół dobrze podtrzymywany przez tkanki biologiczne i dlatego jest stosowany w kosmetyce lub w leczeniu oparzeń, ponieważ ma właściwości lecznicze. Może mieć postać sztucznej skóry, która działa jak tkanka nakładana na ranę i nie musi być odnawiana, ponieważ ulega biodegradacji aż do utworzenia nowego naskórka . Może być stosowany do opatrunków na rogówkę . W chirurgii wykorzystywana jest do nici chirurgicznych ze względu na swoją wytrzymałość i elastyczność.
Chityna jest również stosowana jako adsorbent do wychwytywania pewnych pierwiastków ( na przykład kadm w roztworze w wodzie, mniej lub bardziej dobrze w zależności od pH ) lub do filtrowania ścieków: tworzy jonizujące łańcuchy, które umożliwiają wiązanie pierwiastków metalicznych lub organicznych w zawiesina (patrz chitozan ).
Dodawany jest również do żywności przemysłowej jako pomoc technologiczna (w szczególności jako „Środki klarujące/pomocnicze filtrujące” do „produkcji soku owocowego” lub jako „Środki flokulujące”).
Może być przędzona lub formowana, czysta lub modyfikowana.
Proces biosyntezy tej makrocząsteczki przez owady jest celem pewnych pestycydów chemicznych znanych jako inhibitory syntezy chityny , takie jak flucykloksuron (Andalin) lub triflumuron (Alsystine), w szczególności wykorzystane przeciwko Culex pipiens komarów lub diflubenzuron , nie bez ryzyka bocznych wpływ na gatunki niebędące przedmiotem zwalczania (na przykład skorupiaki wodne).
Cząsteczka chityny jest również wykorzystywana w laboratoriach jako nośnik hodowli komórkowej, ponieważ nadaje pożywce właściwości podobne do tych spotykanych in vivo.
Uważa się, że chityna jest drugim po celulozie najczęściej syntetyzowanym polimerem w żywym świecie .
Jego roczna światowa produkcja przez skorupiaki morskie szacuje się na 2,3 × 10 9 t (~ 1 g / rok / m 2 ), z czego
Szacuje się, że na całym świecie połowy skorupiaków mogą dostarczyć 75 000 ton chityny rocznie .