主な違い–セルロースとヘミセルロース

セルロースとヘミセルロースは、植物の細胞壁の構造成分として機能する2種類のポリマーです。それらは両方とも多糖類です。したがって、セルロースとヘミセルロースはどちらも糖モノマーで構成されています。セルロースは、β-グルコースモノマーのみの重合によって生成されます。対照的に、ヘミセルロースは、キシロース、ガラクトース、マンノース、ラムノース、アラビノースなどのいくつかのモノマーで構成されています。セルロースは長いポリマーですが、ヘミセルロースは比較的短いです。 NS 主な違い セルロースとヘミセルロースの間は セルロースは直鎖ポリマーですが、ヘミセルロースは架橋ポリマーです。

対象となる主要分野

1.セルロースとは –定義、重合、構造、組成、機能 2.ヘミセルロースとは –定義、重合、構造、組成、機能 3.セルロースとヘミセルロースの類似点は何ですか –共通機能の概要 4.セルロースとヘミセルロースの違いは何ですか –主な違いの比較

重要な用語：セルロース、グルコース、ヘミセルロース、リグニン、マイクロファイバー、ペクチン、植物細胞壁、多糖類

セルロースとは

セルロースは、植物の細胞壁の主成分である不活性炭水化物を指します。それは地球上で最も豊富な高分子です。セルロースの化学構造はブドウ糖によく似ていますが、非常に硬く、植物に大きな力を与え、植物細胞の内部構造を保護します。セルロースは、長鎖のベータグルコース分子の重合によって作られた線状ポリマーです。各グルコース分子は、隣接するグルコース分子に対して逆さまになっています。セルロースの構造を図1に示します。

図1：セルロース

セルロースは植物の3番目の塊です。セルロースの平行に整列した鎖はマイクロファイバーを生成します。これらのマイクロファイバーは水素ブリッジによって結合されています。水素ブリッジは、グルコース分子のヒドロキシル基によって形成されます。マイクロファイバーの形成には約80個のセルロース分子が関与しています。繊維のさらなる架橋は、ヘミセルロースを介して発生します。 2種類の繊維は、中央のラメラを形成するペクチンで構成されたゲル状のマトリックスに懸濁されています。線状セルロース分子間の水素結合を図2に示します。

図2：セルロース分子間の水素結合

セルロースは植物細胞壁の主成分であるため、植物細胞の原形質膜を保護します。一般的に、セルロースは反芻動物の消化器系によってのみ消化することができます。セルロースを加水分解することができる酵素のいくつかのタイプがあります。

ヘミセルロースとは

ヘミセルロースは、セルロースよりも単純な構造で構成される植物細胞壁の構成要素を指します。木材の乾燥重量の20〜30％を占めます。ヘミセルロースは、β-（1→4）-結合した骨格で構成されています。ヘミセルロースの重合に関与するモノマーの種類は、キシロース、ガラクトース、マンノース、ラムノース、およびアラビノースです。ヘミセルロースはセルロースまたはリグニンのいずれかと架橋し、細胞壁を強化します。ヘミセルロースの生合成は、グリコシルトランスフェラーゼの影響下でゴルジ装置で起こります。植物の細胞壁の構造を図3に示します。

図3：植物の細胞壁

針葉樹と広葉樹のヘミセルロースの組成は互いに異なります。針葉樹は主にマンノース、ガラクトース、リグニンを含み、広葉樹は主にキシランとアセチルで構成されています。

セルロースとヘミセルロースの類似点

セルロースとヘミセルロースの違い

意味

セルロース： セルロースは、植物の細胞壁の主成分である不活性炭水化物を指します。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは、セルロースよりも単純な構造で構成される植物細胞壁の構成要素を指します。

意義

セルロース： セルロースは、植物の細胞壁にある長鎖ポリマーです。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは、植物の細胞壁の架橋ポリマーです。

モノマーの種類

セルロース： セルロースは、β-グルコースの重合によって作られます。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは、キシロース、ガラクトース、マンノース、ラムノース、アラビノースで構成されています。

物理的特性

セルロース： セルロースは結晶性ポリマーであり、強力なポリマーです。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは、強度の少ないアモルファスポリマーです。

豊富

セルロース： セルロースは、植物の一次細胞壁の主要な構造成分です。

ヘミセルロース： ヘミセルロースはセルロースと一緒に存在します。

加水分解

セルロース： セルロースは加水分解に耐性があります。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは、希酸または希塩基によって容易に加水分解されます。

ポリマーの長さ

セルロース： セルロースは長鎖（7、000 – 15、000糖単位）で構成されています。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは短鎖（500 – 3、000糖単位）で構成されています。

分岐

セルロース： セルロースは非分岐ポリマーです。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは分岐ポリマーです。

生合成

セルロース： セルロースは、原形質膜でロゼット末端複合体（RTC）によって合成されます。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは、ゴルジ装置で糖ヌクレオチドから合成されます。

消化

セルロース： セルロースは反芻動物によってのみ消化されます。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは、人間と反芻動物の両方が簡単に消化できます。

重要性

セルロース： セルロースは、紙、繊維、医薬品、爆発物の製造に使用できます。

ヘミセルロース： ヘミセルロースは、紙、フルフラール、エタノールの製造に使用できます。

結論

セルロースとヘミセルロースは、植物の細胞壁の構造成分として機能する2つの多糖類です。セルロースはグルコースモノマーで構成されていますが、ヘミセルロースはいくつかのポリマーで構成されています。セルロースは線状ポリマーですが、ヘミセルロースは架橋ポリマーです。セルロースとヘミセルロースの主な違いは、植物の細胞壁における各多糖類の役割です。

リファレンス：

1.「植物におけるセルロースの機能」。 Actforlibraries.org、ここで利用可能2。 「ヘミセルロース。」ヘミセルロース|植物生物学の年次レビュー、こちらから入手できます。

画像提供：

1. NEUROtikerによる「セルロース容器」– Commons Wikimedia2を介した自身の作品（パブリックドメイン）。 「セルロース空間充填モデル」CeresVesta（トーク）（アップロード）– Commons Wikimedia3を介した自分の作品（パブリックドメイン）。 LadyofHatsによる「植物細胞壁図-en」– Commons Wikimediaによる自作（パブリックドメイン）