justy008

14.8. Chityna

Chityna uważana jest za drugi po celulozie najpowszechniej występujący wielocukier na naszej planecie. Formalnie, chitynę można wyprowadzić z celulozy podstawiając grupę hydroksy przy drugim atomie węgla glukozy acetylowaną grupą aminową (rozdz. 2.2.4). Stabilność chityny wynika z wiązań wodorowych między /V-acetylowymi grupami bocznymi. Chityna jest materiałem podtrzymującym zarówno w świecie zwierzęcym, jak i roślinnym i tworzy szkielet zewnętrzny wielu bezkręgowców. W sposób ciągły jest syntetyzowana również w glebie, gdyż jest głównym składnikiem wielu workowców i podstawczaków.

Nic więc dziwnego, że bardzo wiele bakterii wodnych i glebowych wykorzystuje chitynę. Wśród 50 bakterii rozkładających chitynę, wyizolowanych z gleby uprawnej, znadują się następujące rodzaje: Flavobac-terium, Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas, Streptomyces, Nocardia i Micromonospora. Do grzybów degradujących chitynę należą gatunki Aspergillus, Mucor i Mortierella. W jednym gramie gleby ornej znajduje się do 10⁶ organizmów zdolnych do rozkładu chityny. Tak duża liczba tych drobnoustrojów w glebie świadczy o tym, że chityna może być zawsze dostępnym substratem. Dodatek drobno sproszkowanej chityny do gleby powoduje przyśpieszony wzrost promieniowców. Dodatek do podłoża chityny jako jedynego źródła węgla i azotu tworzy zatem warunki do selekcji tych organizmów. W warunkach tlenowych chityna jest rozkładana przez pewne wyspecjalizowane, bezwzględnie beztlenowe bakterie chitynolityczne. Warto byłoby poszerzyć wiadomości na temat degradacji chityny w układzie pokarmowym zwierząt morskich żywiących się krewetkami i krabami, jak również chityny w osadach.

Chityna jest również rozkładana przez enzymy pozakomórkowe pochodzące z drobnoustrojów. Enzymy wydzielane przez Streptomyces griseus rozdzielono na chitynazę i chitobiazę. Degradacja chityny najprawdopodobniej polega na równoczesnym ataku chitynazy w wielu miejscach polimeru, co prowadzi do powstania małych ilości Wacetylo-glukozoaminy oraz przede wszystkim chitobiozy i chitotriozy. Chitobiaza przeprowadza te ostatnie do monomerów. Drobnoustroje, np. Absidia coerula, rozkładają chitynę do chitozanu. Związek ten jest poliglukozaminą i łatwo powstaje w drodze deacetylacji chityny. W dużych ilościach jest otrzymywany metodami biotechnologicznymi i znajduje zastosowanie jako klej, środek opatrunkowy, chelator oraz dodatek do gleby i pokarmu zwierzęcego.

Pod względem ilości lignina, po celulozie i hemicelulozie, jest najważniejszym składnikiem roślin. Zawartość ligniny w tkance drzewnej wynosi od 18 do 30% suchej masy. Lignina stanowi inkrustację tkanki roślinnej i znajduje się we wtórnych lamellach ściany komórkowej. Kompleks celulozy i ligniny zwany jest lignocelulozą. Lignina jest najwolniej degradowalnym składnikiem roślin. Stanowi zatem główne źródło wolno rozkładanych substancji organicznych w glebie, szczególnie kwasów huminowych.

Pod względem chemicznym lignina nie jest jednorodna, lecz jest bardzo złożonym związkiem (ryc. 14.5). Złożoność ta nie wynika z dużej liczby różnych monomerów, ponieważ podstawowe jednostki są pochodnymi fenylopropanowymi, przede wszystkim alkoholu koniferylowego. Jest ona natomiast spowodowana dużą liczbą rozmaitych wiązań łączących ze sobą poszczególne monomery. Nieregularna struktura ligniny jest zgodna

Ryc. 14.5. Wycinek ligniny z sosny. Schematyczne rysunki należy rozpatrywać w trójwymiarowej perspektywie

517