Reservepolysaccharide: Stärke, Glykogen und Fructane
Stärke, Glykogen und Fructane als Reservekohlenhydrate: wie sie gebaut sind und wo Pflanzen und Tiere sie speichern.
Das Wichtigste in Kürze
- Reservepolysaccharide sind Speicherformen von Zuckern: Stärke bei den meisten Pflanzen, Glykogen bei Tieren, Fructane wie Inulin bei Asteraceen.
- Amylose ist ein unverzweigtes α-1,4-Glucan, Amylopektin und Glykogen tragen zusätzlich α-1,6-Verzweigungen, Glykogen deutlich dichter.
- In der Leber wird nur Glykogen gespeichert, Stärke, Amylose und Inulin sind pflanzliche Speicherstoffe.
- Samen speichern Stärke in Plastiden, und zwar im Endosperm (Getreide) oder Perisperm (Pfeffer), nicht bevorzugt in der Testa.
- Freie Glucose und Saccharose werden in Samen nicht als Reservestoff angehäuft, weil sie osmotisch aktiv wären.
Worum es geht
Pflanzen und Tiere legen überschüssige Glucose als Polysaccharid auf Vorrat. Welches Polymer wo liegt, gehört zu den Grundlagen des Primärstoffwechsels. In der Pharmazie begegnen dir diese Stoffe als Hilfsstoffe, etwa Stärke in Tabletten, und als Drogeninhaltsstoffe.
Speicherkohlenhydrate
Glucose wird nicht frei gespeichert, sondern zu langen Ketten verknüpft. Bei Bedarf spalten Enzyme die Ketten wieder in Glucose, die in die Glykolyse eingeht. Die Bausteine hängen über glykosidische Bindungen zusammen. Grundlagen dazu findest du bei den Disacchariden.
Entscheidend ist, welche Bindungen vorkommen und wie oft die Kette verzweigt:
| Polymer | Bindungen | Verzweigung |
|---|---|---|
| Amylose | α-1,4 | unverzweigt, schraubig gewunden |
| Amylopektin | α-1,4 mit α-1,6 | etwa alle 20 bis 25 Glucosereste |
| Glykogen | α-1,4 mit α-1,6 | etwa alle 8 bis 12 Reste, viel dichter |
Amylose und Amylopektin bilden zusammen die Stärke, mehr dazu bei den Speicherglykanen. Glykogen folgt dem Bauprinzip des Amylopektins, ist aber wie ein dicht verästelter Baum gebaut. Viele Äste bedeuten viele Kettenenden. Dort setzen die abbauenden Enzyme an, deshalb lässt sich Glykogen besonders schnell mobilisieren.
Reservestoffe und Speicherorte
Die meisten Pflanzen speichern Stärke, also Amylose und Amylopektin. Tiere und Menschen speichern Glykogen vor allem in der Leber und im Muskel. Glykogen ist damit ein echtes Polysaccharid und das tierische Reservekohlenhydrat. Asteraceen wie Dahlie, Topinambur oder Löwenzahn legen dagegen Fructane an, typischerweise Inulin. Es liegt gelöst in der Vakuole.
Wird im Examen gerne gefragt: Von diesen Reservepolysacchariden liegt in der Leber nur Glykogen. Stärke, Amylose und Inulin sind pflanzliche Speicherstoffe und kommen dort nicht vor.
Samenpflanzen speichern Kohlenhydrate oder Fette, etwa Öl im Leinsamen. Stärke entsteht in Plastiden, den Amyloplasten. Andere Reservestoffe wie Inulin liegen in Vakuolen. Auch Zwiebelschuppen sind Speicherorgane.
Im Samen sitzt die Stärke in hoher Konzentration im Nährgewebe. Getreide nutzt dazu das Endosperm, Pfeffer das Perisperm. Die Testa, also die Samenschale, ist dagegen eine Schutzhülle und kein bevorzugter Speicherort.
Freie Glucose oder Saccharose häufen Samen nicht als Reservestoff an. Gelöste kleine Zucker wären osmotisch aktiv und würden Wasser in die Zelle ziehen. Ein großes Polymer speichert dieselbe Glucosemenge praktisch osmotisch neutral.
Quiz
Aussage 1
Amylopektin und Glykogen bestehen aus α-1,4-verknüpften Glucoseketten mit α-1,6-Verzweigungen, wobei Glykogen dichter verzweigt ist.
Beide folgen demselben Bauprinzip. Glykogen verzweigt etwa alle 8 bis 12 Reste, Amylopektin nur etwa alle 20 bis 25.
Aussage 2
Pfeffersamen speichern Stärke in hoher Konzentration im Perisperm.
Pfeffer nutzt das Perisperm als Nährgewebe, Getreide dagegen das Endosperm. Die Testa ist nur Schutzhülle.
Aussage 3
Die Leber speichert neben Glykogen auch Inulin als Reservekohlenhydrat.
Inulin ist ein Fructan der Asteraceen und liegt in pflanzlichen Vakuolen. In der Leber wird nur Glykogen gespeichert.
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