![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Общие свойства полисахаридов
Полисахаридам присущи свойства типичных высокомолекулярных соединений, имеющих полярные группы. Поэтому полисахариды гидрофильны; при растворении в воде они набухают (подобно фибриллярным белкам), а затем, частично растворяясь, дают коллоидные растворы. В зависимости от состава полисахариды обладают разной гидрофильностью, растворимостью " и зарядом. Например, крахмал или гликоген, состоящие только из D-глюкозы, образуют в растворах типичные мицеллы, несущие отрицательный заряд, так как гидроксильные группы обладают свойствами слабой кислоты и диссоциируют. Полисахариды, содержащие уроновые кислоты, характери
Отдельные представители полисахаридов Нейтральные полисахариды. Структура наиболее распространенных гомо- полисахаридов приведена ниже: Крахмал — гомополисахарид растений. Он состоит из а-амилозы и ами- лопектина. а-Амилоза — линейный полисахарид, где D-глюкоза соединена а-(1-»-4)-гликозидными связями. Она имеет молекулярную массу от нескольких тысяч до сотен тысяч. В водной среде а-амилоза образует двухспираль- ные структуры. Ее коллоидные частицы (мицеллы) дают с иодом характерное синее окрашивание. Амилопектин — разветвленный полисахарид с молекулярной массой около 1 мли. Примерно через 12 моносахаридиых звеньев у него имеются точки ветвления, образованные а- (1-*6)-гликозидными связями. Коллоидные растворы амилопектина дают с иодом красно-фиолетовое окрашивание Компоненты крахмала прочно связываются в клетке с белком, образуя смешанные макромолекулы. Возможно, что синтез крахмала, т. е. удлинение полисахаридных цепей, происходит на белковой основе. Очевидно, белковая часть придает полисахариду некоторую способность к диффузии внутри клетки.
Гликоген — главный резервный полисахарид всех тканей человека-и животных. ' Встречается гликоген. в небольших количествах у бактерий и растений. Он имеет высокую молекулярную массу — 1—20» 107, отличается большей разветвленностью цепей по сравнению с.амилопектином. В, точках ветвления находятся а- (1-*б) -гликозидные связи. В молекуле гликогена выделяют внутренние и наружные ветви, а также цепи А, В и С: • Цепь А — наружная, не несет других ветвей; она присоединяется к цепям В, образующим внутренние ветви. Наконец, цепь С — стержневая, содержащая единственный восстанавливающий остаток глюкозы. В клетке гликоген, как и крахмал, связан с белком цитоплазмы и частично внутриклеточных мембран. Возможно, эта ковалентная связь с белковой основой возникает при построении гликогена (депонировании углеводов). Целлюлоза — структурный гомополисахарид растений. Молекулярная масса его колеблется в пределах 5 • 104—5 • 10®. Он имеет линейное строение, но отличается от а-амилозы типом гликозидной связи: р-(1-»-4). Целлюлоза образует вторичную стенку растительных клеток в виде микрофибрилл, которые цементируются другими, полисахаридами или лигнином (аморфный ароматический полимер). Это позволяет растительной стенке выдерживать внутреннее давление воды 2-Ю3 кПа (20 атм). Целлюлоза в таком Кислые гетерополисахариды, или мукополисахариды (от лат., mucos — слизь). Последнее название связано с их слизеподобной консистенцией Эта группа лолнсахаридов представляет собой сильно гидратнрованные, желеподобные, липкие вещества, имеющие значительный отрицательный заряд. Все они находятся в межклеточном веществе, но не в свободном виде, а связаны с белками. Такие смешанные макромолекулы называются протеогликанами или глюкозаминпротеогликанами, поскольку основные свойства этих макромолекул определяются углеводной, а не белковой частью (кстати, в комплексах гликогена и крахмала с белком функция тоже определяется углеводной частью-/. В зависимости от структуры цепей кислые гетерополисахариды делятся на семь основных типов. Шесть из них — гиалуроновая кислота, хондроитин-4-сульфат, хондроитин-6-сульфат, дерматансульфат, гепарин и гепарансульфат имеют похожие повторяющиеся звенья днсахаридов. У гиа- луроновой кислоты это D-глюкуроновая кислота и N-ацетил-Ь-глюкозамин, а у остальные пяти — сульфатированные аминосахара н D-глюкуроновая Нли L-идуроновая кислоты. В седьмом — кератансульфате — вместо гексуро- новых кислот содержится D-галактоза. Встречаются и некоторые другие типы кислых мукополисахаридов: хоидронтинсульфаты' D и.Е, хондроитин, дерматансульфат Н, отличающиеся разной степенью сульфатировання повторяющихся звеньев. Кроме перечисленных моносахаридов редко встречаются в мукополисахаридах L-фукоза, D-манноза, D-ксилоза и скалов ые кислоты. Молекулярная масса разных мукополисахаридов колеблется от 10Б до 4х X 10е. Гиалуроновая кислота — несульфатированный гетерополисахарид " с линейной структурой и самой большой молекулярной массой из всех гетеропо- лисахаридов. Она служит биологическим цементом, заполняя пространства между клетками. Сетка гиалуроновой кислдту в виде геля является своеобразным биологическим фильтром, задерживая микробные и иные крупные молекулы, попадающие в организм. Разрыв гликозидных связей в цепях -гиалуроновой кислоты вызывает ее деполимеризацию. В результате фильтрующая система нарушается, между клетками проникают различные молекулы, в том числе и крупные, скапливается межклеточная вода (наступает отек), которая удерживается неразрушенным полимером. В клетках организма имеется специальный фермент — гиалуронидаза, который, выделяясь в межклеточное пространство, может повышать межклеточную проницаемость. Поэтому гиалуронидазу называют фактором проницаемости. При оплодотворений яйцеклетки выделяемая сперматозоидом гиалуронидаза способствует проникновению его внутрь яйцеклетки. Некоторые бактерии содержат ферменты типа гиалуронидазы, что позволяет им проникать из кровеносного рус-ла в межклеточное пространство. Содержание гиалуроновой кислоты в разных органах неодинаково. Много ее содержится в коже, стекловидном теле глаза, пуповине новорожденных, хрящах и синовиальной жидкости суставов. В тканях и жидкостях гиалуроновая кислота образует комплекс с белком. Однако доля белка в таком комплексе сильно колеблется: от 2% в суставной жидкости до 20 — 30% в коже. Хондроитинсульфаты —наиболее распространенные кислые гетерополиса- хариды в тканях человека и животных. Выделяют хондроитинсульфаты А (хондронтин-4-сульфат), В (дерматансульфат) и С (хондроитин-б-сулfa- фат), которые различаются тем, что у них сульфатироваиы разные гидроксиль- ные группы в моносахаридных звеньях, или числом сульфатных групп, а также изомерами моносахаридов. Они очень разнообразны по молекулярной массе, т. е. полидисперсны. Молекулярная масса их колеблется от 1-10" * до б • 104. Близки к хондроитинсульфатам по строению хондроитин, хондроитинсульфаты D и Е, дерматансульфат Н, которые можно рассматривать как фракции главных хондроиткнсульфатов. При гидролизе хоидроитин- сульфатов образуется дисахарид хондрозин. Хондроитинсульфаты содержатся в коже, костной ткани, хрящах, тканях трахеи, аорты, артерий и др. В тканях они связаны с белковой основой, или белковым кором, который составляет около 17—22% от массы сметанной макромолекулы. Дерматансульфат содержится, в аорте и в отличие от других хондрои- тинсульфатов обладает антикоагулирующими свойствами. Кератансульфат находится в роговице, где он ковалентно связан с белком. Кератансульфат вместе с хондроитином составляют основное вещество роговицы, оптическая прозрачность которой и состояние зависят от этих кислых мукополисахаридов. Гепарин и гепарансульфат близки по строению. В отличие от остальных кислых гетерополисахаридов не являются структурными компонентами межклеточного вещества. Они вырабатываются тучными клетками соединительной ткани и выделяются при их распаде (цитолизе) в межклеточную среду и кровеносное русло. В крови гепарин нековалентно соединяется со специфическими белками. Комплекс гепарина с гликопротеидом плазмы проявляет протнвосвертывающую активность, а комплекс с ферментом липопротеидли- пазой расщепляет липиды, находящиеся в крови в виде хиломикронов (см. липопротеиды).
|