細胞壁

11月 26, 2021

真核生物の細胞壁

藻類、菌類、高等植物などの真核生物は、大部分がセルロースまたはキチンからなる多層の細胞壁を持っています 。 セルロースとキチンは多糖類であり、多くの糖類が結合したものである。 セルロースは炭素、水素、酸素のみを含むグルコースのポリマーであり、キチンは窒素も含む糖であるN-アセチルグルコサミンのポリマーである。 セルロースもキチンも、それぞれの糖の直鎖状のポリマーで、このポリマーが数十本集まって、ミクロフィブリルと呼ばれる大きな結晶状のケーブルになり、細胞の周りをくるくると回っているのである。

セルロースミクロフィブリルは、すべての植物の細胞壁の足場を形成している。 花を咲かせる植物(被子植物)には、少なくとも2種類の一次壁が存在する。 真正子葉植物と一部の単子葉植物のI型壁では、ミクロフィブリルはキシログルカンと呼ばれる糖で繋がれており、この骨格は別の種類の多糖類であるペクチンのゲルに埋め込まれている。 ペクチンは、電荷、密度、多孔性、酵素やタンパク質の分布、細胞間の接着など、壁の物理的特性のいくつかを作り出している。 ペクチンは、ゼリーやジャムなどの増粘剤として利用されている。 穀物や単子葉植物のII型壁は、ミクロフィブリルを異なる糖でつなぎ合わせており、比較的ペクチンに乏しい。 木材の硬さは、セルロースミクロフィブリルの間に含まれるリグニンに由来する。 リグニンはフェノール化合物で、化学的にはベンゼンと関係がある。

菌類の細胞壁は分類群によって様々ですが、多くは多糖類のマトリックスに埋め込まれたキチンのミクロフィブリルを含み、さらに糖とペプチド(アミノ酸鎖)を組み合わせた分子の緩やかなコーティングで覆われているのが特徴です。 しかし、真菌類の細胞壁には、キチンの代わりにセルロースが含まれている。 真菌類の異なるグループは、その細胞壁成分の組成によって部分的に区別することができる。

セルロースはほとんどの藻類のミクロフィブリル骨格のかなりの部分を形成していますが、代わりに他の多糖類を含んでいるものもあります。 これらのミクロフィブリルネットワークは、非常に多様な多糖類の厚いゲルに埋め込まれている。 藻類には、緑藻類、紅藻類、褐藻類という3つの重要な分類があり、多糖類の構成成分によってある程度区別することができる。 アルギン酸やフカンは褐藻類に、アガロースやカラギーナンは紅藻類に多く含まれる。 これらの多糖類のいくつかは、様々な食品の増粘剤および安定化剤として使用されています。

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