ไซแลน ( / ˈ z aɪ l æ n / ; ^{[ 3 ]} / ˈ z aɪ l ən / ^{[ 4 ]} ) ( หมายเลข CAS : 9014-63-5) เป็น เฮมิเซลลูโลสชนิดหนึ่งซึ่ง เป็นพอ ลิแซ็กคาไรด์ ที่ประกอบด้วย ไซโล ส เป็นส่วนใหญ่พบได้ในพืชในผนังเซลล์ทุติยภูมิของพืชใบเลี้ยง คู่ และผนังเซลล์ทั้งหมดของพืชตระกูลหญ้า [ ^{5 ] ไซ}แลนถือเป็นไบโอพอลิเมอร์ของพืชที่มีปริมาณมากเป็นอันดับสอง^{[ 6 ]} และเป็น พอลิแซ็กคาไรด์ที่มีปริมาณมากเป็นอันดับสามบนโลก รองจากเซลลูโลสและไคติน^{[ 7 ]}

ไซแลนเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วย หน่วยย่อย ไซโลส ( น้ำตาลเพนโทส ) ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะ β-1,4 พร้อมด้วยกิ่งข้างของกรด α-อะราบิโนฟูราโนสและ/หรือกรด α-กลูคูโรนิก โดยพิจารณาจากหมู่แทนที่ ไซแลนสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ i) กลูคูโรโนไซแลน (GX) ii) อะราบิโนไซแลน ที่เป็นกลาง (AX) และ iii) กลูคูโรโนอะราบิโนไซแลน (GAX) ^{[ 8 ]}ในบางกรณีมีส่วนช่วยในการเชื่อมโยงไมโครไฟบริลของเซลลูโลสและลิกนินผ่านหน่วยย่อยกรดเฟอรูลิก^{[ 9 ]}

ไซแลนมีบทบาทสำคัญในการรักษาความสมบูรณ์ของผนังเซลล์ พืช และเพิ่มความต้านทานของผนังเซลล์ต่อการย่อยด้วยเอนไซม์ [ ^{10 ] [ 11 ] ดังนั้น}จึงช่วยให้พืชป้องกันตัวเองจากสัตว์กินพืชและเชื้อโรค (ความเครียดทางชีวภาพ) ไซแลนยังมีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช โดยทั่วไปแล้ว ปริมาณไซแลนในไม้เนื้อแข็ง จะอยู่ที่ 10-35% ในขณะที่ใน ไม้เนื้ออ่อนจะอยู่ที่ 10-15% ส่วนประกอบหลักของไซแลนในไม้เนื้อแข็งคือ O-acetyl-4-O-methylglucuronoxylan ในขณะที่ arabino-4-O-methylglucuronoxylans เป็นส่วนประกอบหลักในไม้เนื้ออ่อน โดยทั่วไปแล้ว ไซแลนในไม้เนื้ออ่อนจะแตกต่างจากไซแลนในไม้เนื้อแข็งตรงที่ไม่มี กลุ่ม อะซิทิลและมี หน่วย อะราบิโนสที่เชื่อมต่อด้วยพันธะ α-(1,3)-ไกลโคไซด์กับโครงสร้างหลักของไซแลน^{[ 12 ]}

สาหร่ายสีเขียวขนาดใหญ่ บางชนิดมีไซแลน (โดยเฉพาะโฮโมไซแลน^{[ 13 ]} ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสกุลCodiumและBryopsis ^{[ 14 ]}ซึ่งไซแลนจะเข้ามาแทนที่เซลลูโลสใน เมทริกซ์ ผนังเซลล์ในทำนองเดียวกัน ไซแลนจะเข้ามาแทนที่ชั้นเซลลูโลสในผนังเซลล์ที่เป็นเส้นใยด้านในของสาหร่าย สีแดง บางชนิด

คุณภาพของแป้งธัญพืชและความแข็งของแป้งโดได้รับผลกระทบจากปริมาณไซแลน^{[ 8 ]}ซึ่งมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมขนมปัง ส่วนประกอบหลักของไซแลนสามารถเปลี่ยนเป็นไซลิทอล (อนุพันธ์ของไซโลส) ซึ่งใช้เป็นสารให้ความหวานจากธรรมชาติ ช่วยลดฟันผุ และทำหน้าที่เป็นสารทดแทนน้ำตาลสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน อาหารสัตว์ปีกมีไซแลนในปริมาณสูง^{[ 8 ]}

ไซแลนเป็นหนึ่งใน ปัจจัย ต่อต้านโภชนาการ ที่สำคัญที่สุด ในวัตถุดิบอาหารสัตว์ที่ใช้กันทั่วไปไซโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ผลิตจากไซแลนถือเป็น "อาหารฟังก์ชัน" หรือใยอาหาร^{[ 15 ]}เนื่องจากมีคุณสมบัติพรีไบโอติกที่ มีศักยภาพ ^{[ 16 ]}

รูปแบบการแตกแขนงปกติของไซแลนอาจอำนวยความสะดวกในการตกผลึกร่วมกับเซลลูโลสในผนังเซลล์พืช^{[ 17 ]}ไซแลนยังมีแนวโน้มที่จะตกผลึกจากสารละลายในน้ำ^{[ 18 ]}โพลีมอร์ฟเพิ่มเติมของ (1→4)-β-D-ไซแลนได้มาจากการตกผลึกจากสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่น้ำ^{[ 19 ]}

ไกลโคซิลทรานสเฟอเรสหลายชนิดมีส่วนเกี่ยวข้องในการสังเคราะห์ไซแลน^{[ 20 ] [ 21 ]}

ในยูคาริโอต GT คิดเป็นประมาณ 1% ถึง 2% ของผลิตภัณฑ์ยีน^{[ 22 ]} GT ถูกประกอบเป็นคอมเพล็กซ์ที่มีอยู่ในเครื่องมือ Golgi อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการแยกคอมเพล็กซ์ไซแลนซินเทสออกจาก เนื้อเยื่อของ Arabidopsis (พืชใบเลี้ยงคู่) ยีนแรกที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ไซแลนถูกค้นพบในกลายพันธุ์ไซเล็ม (irx) ในArabidopsis thalianaเนื่องจากมีการกลายพันธุ์บางอย่างที่ส่งผลต่อยีนการสังเคราะห์ไซแลน ส่งผลให้พบการเจริญเติบโตของพืชที่ผิดปกติเนื่องจากการบางลงและการอ่อนแอลงของผนังเซลล์ไซเล็มทุติยภูมิ^{[ 23 ]} กลายพันธุ์Arabidopsis irx9 (At2g37090), irx14 (At4g36890), irx10/gut2 (At1g27440), irx10-L/gut1 (At5g61840) แสดงให้เห็นถึงข้อบกพร่องในการสังเคราะห์โครงสร้างหลักของไซแลน^{[ 23 ]} เชื่อว่า กลายพันธุ์Arabidopsis irx7 , irx8และparvusเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โอลิโกแซ็กคาไรด์ปลายลด^{[ 24 ]}ดังนั้น ยีนจำนวนมากจึงเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ไซแลน แต่กลไกทางชีวเคมีของพวกมันยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด Zeng et al . (2010) ได้ทำการแยกเอนไซม์ไซแลนซินเทสจากไมโครโซมของข้าวสาลีที่เจริญเติบโตในที่มืด ( Triticum aestivum ) ด้วยวิธีทางภูมิคุ้มกัน ^{[ 25 ]} Jiang et al . (2016) รายงานคอมเพล็กซ์ไซแลนซินเทส (XSC) จากข้าวสาลีที่มีแกนกลางที่ประกอบด้วยสมาชิกสองตัวจากตระกูล GT43 และ GT47 (ฐานข้อมูล CAZy) พวกเขาทำให้กิจกรรมไซแลนซินเทสบริสุทธิ์จากต้นกล้าข้าวสาลีผ่านการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์และแสดงให้เห็นว่าสมาชิกสองตัวของ TaGT43 และ TaGT47 เพียงพอสำหรับการสังเคราะห์พอลิเมอร์คล้ายไซแลนในหลอดทดลอง^{[ 26 ]}

ไซลาเนสเปลี่ยนไซแลนให้เป็นไซโลสเนื่องจากพืชมีไซแลนมากถึง 30% ไซลาเนสจึงมีความสำคัญต่อวัฏจักรสารอาหาร [ ^{27 ] การ} ย่อยสลายไซแลนและเฮมิเซลลูโลสอื่นๆ เกี่ยวข้องกับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ เฮมิเซลลูโลสเหล่านี้มีผลึกน้อยกว่าและมีกิ่งก้านสาขามากกว่า จึงไวต่อ การไฮโดรไลซิสเป็นพิเศษ^{[ 28 ] [ 29 ]}

ไซแลนซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของพืช มีศักยภาพที่จะเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สอง^{[ 30 ]}อย่างไรก็ตาม ไซโลส (โครงสร้างหลักของไซแลน) เป็นน้ำตาลเพนโทสที่หมักได้ยากในระหว่างการแปลงเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ เนื่องจากจุลินทรีย์เช่นยีสต์ไม่สามารถหมักเพนโทสได้ตามธรรมชาติ^{[ 31 ]}