セルロース vs グリコーゲン vs グルコース

グルコース、セルロース、グリコーゲンは炭水化物に分類される。糖質は地球上に最も多く存在する有機分子である。生体の化学エネルギー源である。それだけでなく、組織の重要な構成要素でもある。炭水化物は単糖類、二糖類、多糖類に分類される。単糖類は最も単純な炭水化物の一種である。二糖類は2つの単糖類が結合したものである。単糖が10個以上グリコシド結合でつながったものを多糖類という。

グルコース

グルコースは6個の炭素原子とアルデヒド基を持つ単糖類であり、したがってヘキソースとアルドースである。グルコースは4個の水酸基を持ち、以下の構造を持っている。

グルコースは直鎖構造をとっているが、環状構造をとることもある。実は、溶液中では、ほとんどの分子が環状構造になっている。環構造が形成されると、炭素5上の-OHがエーテル結合に変換され、炭素1との環が閉じられる。これが6員環構造を形成する。この環は、炭素にエーテル酸素とアルコール基の両方が存在するため、ヘミアセタール環とも呼ばれる。アルデヒド基が遊離しているため、グルコースを還元することができる。そのため、還元糖と呼ばれる。また、ブドウ糖は平面偏光を右に回転させるため、グルコースとも呼ばれています。

太陽光があれば、植物の葉緑体の中で、水と二酸化炭素によってブドウ糖が合成される。ブドウ糖は貯蔵され、エネルギー源として利用されます。動物や人間は、植物からブドウ糖を摂取しています。人間の血液中のグルコースレベルは、ホメオスタシス（恒常性）メカニズムによって制御されています。このメカニズムには、インスリンとグルカゴンというホルモンが関与している。血液中のブドウ糖が多い状態を糖尿病といいます。血糖値は、血液中のブドウ糖の濃度を測定することにより行われます。血糖値を測定する方法はいくつかあります。

グリコーゲン

グリコーゲンはデンプンに似たグルコースポリマーだが、デンプンの分岐鎖より複雑である。グリコーゲンは、体内やある種の微生物における主要な貯蔵多糖類である。私たちの体内では、主に肝臓で合成され、貯蔵されています。血液中のブドウ糖が多くなると、このブドウ糖分子はグリコーゲンというホルモンの働きで、グリコーゲンに変換されます**。血糖値が基準値を下回ると、グリコーゲンはインスリンの力を借りて再びブドウ糖に変換されます。このグリコーゲン、グルコースのホメオスタシスは、私たちの体にとって重要なものです。グリコーゲン量が異常に維持されると、糖尿病や低血糖を引き起こす可能性があります。グリコーゲンの構造は、分岐鎖でんぷんと似ている。グリコーゲンポリマーは、α（1→4）グリコシド結合を持つ。分岐点では、1,6-グリコシド結合が形成される。

セルロース

セルロースは、グルコースから作られる多糖類である。グルコース単位は、β（1→4）グリコシド結合で結合されている。セルロースは分岐していないが、分子間の水素結合により、非常に硬い繊維を形成することができる。セルロースは、緑色植物や藻類の細胞壁に多く含まれています。その結果、地球上で最も一般的な炭水化物となっている。セルロースは、紙やその他の有用な誘導体の原料として使われています。さらに、バイオ燃料の製造にも使用される。