Целлюлоза, полисахарид, состоящий из мономеров глюкозы, является основным структурным компонентом клеточных стенок растений. Она обеспечивает прочность и жесткость растений, а также содержится в некоторых видах водорослей и бактерий.
Структура целлюлозы
Целлюлоза состоит из β-1,4 связанных единиц D-глюкозы, образующих структуру прямой цепи. Эти цепи соединяются друг с другом водородными связями, образуя микрофибриллы, которые в дальнейшем объединяются в целлюлозные волокна. Эта прочная водородная связь придает целлюлозе характерную жесткость и высокую прочность на разрыв.
Биосинтез целлюлозы
В биосинтезе целлюлозы участвует фермент целлюлозосинтаза, который полимеризует UDP-глюкозу с образованием β-1,4-глюкановой цепи целлюлозы. Этот процесс происходит на плазматической мембране растительных клеток, при этом комплекс целлюлозосинтазы раскручивает микрофибриллы целлюлозы во внеклеточное пространство, где они агрегируются и образуют клеточную стенку растения.
Промышленное применение целлюлозы
Целлюлоза имеет множество промышленных применений благодаря своей возобновляемой природе и прочным физическим свойствам. Она широко используется в производстве бумаги и текстиля. Производные целлюлозы, такие как ацетат целлюлозы, находят применение в производстве фотопленок и синтетических волокон. В последнее время целлюлоза вызывает интерес в производстве биотоплива, а наноцеллюлоза изучается на предмет применения в биомедицине и ее потенциала в качестве устойчивого материала в различных отраслях промышленности.