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Lexikon der Ernährung: Biopolymere

Biopolymere, biologische Polymere, E biopolymers, natürlich vorkommende makromolekulare Verbindungen, die aus bis zu mehreren Tausend Polymerbausteinen (Monomere) durch einen oder wenige einheitliche Bindungstypen zusammengesetzt sind. Zu den B. gehören Polypeptide und Proteine, Nucleinsäuren, Polysaccharide, Polyprene (Polyisoprene), Lignin, Poly-β-hydroxyalkansäuren u. a. Einbezogen werden auch die entsprechenden totalsynthetischen Verbindungen, wie Polyaminosäuren und Polynucleotide. An Polysaccharide und Proteine können ferner noch kovalent Polymere jeweils anderer chem. Struktur gebunden sein (Pfropfpolymere). So unterscheidet man Proteoglycane und Glycoproteine, je nachdem, ob das Pfropfpolymer in seinen Eigenschaften einem Polysaccharid (Glycan) oder Protein entspricht. Ihrer Struktur nach handelt es sich bei den B. selten um Homopolymere (Homopolysaccharide, Polyprene), meist jedoch um Copolymere, die aus verschiedenen Aminosäuren (Proteine), Monosacchariden (Heteropolysaccharide) oder Nucleotiden (Nucleinsäuren) bestehen. Polypeptide, Proteine, Nucleinsäuren und Polyprene sind unverzweigt, Polysaccharide können verzweigt oder unverzweigt sein. Lignin ist außerordentlich stark verzweigt und quervernetzt. Bei den Polysacchariden kommen Blockpolymere vor.
Die B. haben essenzielle Bedeutung für alle Lebewesen. Nucleinsäuren sind die Informationsträger (Gene). Proteine liefern aufgrund ihrer biologischen Aktivität als Enzyme, Hormone u. a. die Grundlage für jede Stoffwechselaktivität der Organismen. Fibrilläre Proteine haben Stützfunktionen im tierischen Organismus. Polysaccharide sind die wesentlichen Reservestoffe (stärkeähnliche Polysaccharide). Cellulose und Chitin haben Stützfunktionen. Das Holz als hauptsächliches Stützelement der Pflanze besteht im wesentlichen aus Lignin und Cellulose. Die bakterielle Zellwand wird aus einem Peptidoglycan (Murein) gebildet. Proteine und Polysaccharide sind die wesentlichen Bestandteile der Nahrungs- und Futtermittel.
Neben den strukturellen Eigenschaften, die B. erst durch Ihre Molekülgröße bzw. ihren Polymerisationsgrad erreichen, ist bei den Reservepolysacchariden ein anderer Effekt von Bedeutung: Die osmotische Wirksamkeit einer gelösten Substanz hängt im Wesentlichen von der Anzahl der gelösten Teilchen im Lösemittel ab, nicht von deren Größe. Würden anstatt der Polyglucane Stärke bzw. Glycogen die vielen Tausend einzelnen Glucose-Bausteine „gespeichert“, käme es in der Zelle unweigerlich zum osmotischen Kollaps.

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