Полисахариды

Они могут быть разделены на две группы: гомополисахариды, состоящие из моносахаридных единиц только одного типа и гетерополисахариды, для которых характерно наличие двух или более типов мономерных звеньев.

С точки зрения функционального назначения полисахариды также могут быть разделены на две группы – резервные и структурные полисахариды. Главные резервные полисахариды – гликоген и крахмал. Основные структурные углеводы – целлюлоза и гемицеллюлоза.

Крахмал состоит из двух различных полисахаров – амилозы (10-30%) и амилопектина (70-90%). Полисахарид состоит из остатков глюкозы, связанных a-гликозидными связями, а в точках разветвления амилопектина – связи a-1,6. Крахмал входит в такие главные продукты питания человека как хмд, картофель, крупы, овощи. Фактически это главный энергетический ресурс этих пищевых продуктов.

Гликоген – полисахарид, широко распространённый в тканях животных, близкий по своему строению к амилопектину, но только разветвления у него гораздо чаще (через каждые 3-4 звена). Общее число гликозидных остатков 5000-50000 с молекулярной массой 1-10. Необходим для более быстрого отщепления глюкозы, если необходим быстрый приток энергии. то есть используется организмом в стрессовых условиях.

Инсулин состоит из остатков β-Д-фруктофураноз. Молекулярная масса -5-6 000. Содержится в плодах и некоторых травянистых растений. В медицине используется в качестве замедления сахара и крахмала, и в методах диагностики заболевания печени.

Целлюлоза – клетчатка – это один из наиболее распространённых растительных гомополисахаридов. Она выполняет роль опорного материала растений, из неё строится жесткий скелет стеблей, листьев. Она является основой для получения ваты. Целлюлоза в древесине находится в связанном состоянии с лигнином. Соединены остатки глюкозы в целлюлозе b- гликозидными связями, это предопределяет линейную структуру полимера. Кроме этого b-связи прочнее, что придаёт целлюлозе большую устойчивость. Она не расщепляется обычными ферментами желудочно-кишечного тракта млекопитающих, у травоядных есть специфический фермент – целлолаза, под действием которого целлюлоза распадается на целлодекстрины – олигоцеллосахариды и затем целлобиозу.

Ещё в 1886 году Браун обнаружил, что бактерии Acetobacter xylinum способны образовывать целлюлозные мембраны не только из Д-глюкозы, но и из Д-фруктозы и многоатомных спиртов – Д-маннита и глицерина. Из целлюлозы посторены клеточные стенки всех высших растений. Однако она не встречается в чистом виде. Вместе с целлюлозой в клеточных стенках находятся и другие полисахариды – ксилан, маннан, галактан, пектин, гемицеллюлоза.

Гемицеллюлозы (полуклетчатка). Это группа высших полисахаридов. Гемицеллюлозы относятся к гетерополисахаридам. В растениях они сопутствуют целлюлозе и лигнину, часто достаточно прочно связываясь с ними и образуя надмолекулярную структуру. В различных растениях они различны и делятся на три группы, каждая из которых различается по составу и структуре полисахарида. Группы получили название по доминирующему в них моносахариду: маннаны, галактаны, силаны.

Маннаны содержат β-маннозу,β-глюкозу и βгалактозу в отношении 3:1:1. Основная цепь состоит из β-маннозы и β-глюкозы (3:1), соединённых β(1-4) связями. К некоторым остаткам маннозы присоединены β(1-6) связями одиночные остатки галактозы. Такие гемицеллюлозы содержатся в древесине, хвойных и папоротниках.

Ксиланы. Они разнообразны по структуре, но во всех преобладает ксилоза, независимо от того, составляет она главную цепь, или входит в ответвления. Главным источником ксиланов является древесина хвойных пород и злаки (в частности кукуруза).

Галактаны. В основной цепи содержатся β-галактозы, соединённые β(1-3) связями. В них включаются боковые ответвления из ксилоз и L-арабиноз. Есть смешанные полисахариды, например, галактоглюкоманнаны.

Пектины – компоненты матрикса первичных клеточных оболочек. Они входят и в межклеточные вещество, образуя серединную пластинку, которая склеивает стенки соседних клеток. Содержание пектинов в клеточный оболочке невелико ~5%. Пектины – это гетерополисахариды, построены из остатков галактуроновой кислоты, соединённых α(1→4) гликозидными связями.

Частично карбоксильные группы заменены карбометоксильными. Молекулярная масса этих веществ составляет 20-30 тыс. Пектиновые вещества составляют основу фруктовых гелей. Пектины подразделяют на ратсворимые в воде – пектины и нерастворимые в воде – протопектины. Растворимые в воде пектины обычно метилированы.

Среди пектиновых веществ есть представители содержащие L-арабинозу (арабинаны), L-рамнозу (рамногалактуроны), галактаны. Таким образом, пектиновые кислоты (общее название полисахарида) представляют собой гетерополисахариды, гомополисахарид, построенный из Д-галактуроновой кислоты, выделен из коры пихты.

Пентозаны (С₅Н₈О₄) – целлюлозоподобные полисахариды, потсроенные в основном из ксилозы, арабинозы и ряда других пентоз. Особенно богаты пентозанами скорлупы орехов, подсолнухов, кукурузные кочерыжки, сослома, рожь. Пентозаны содержатся и в пшеничной, и в ржаной муке.

Ксантаны. Структурной единицей молекулы ксантана является повторяющийся пентасахаридный фрагмент. Молекулы β-Д-глюкозы,соединяясь 1,4-гликозидной связью, образуют основную цепь, где каждый второй глюкозный остаток содержит короткое боковое и звено их трёх моносахаридных единиц, остаток глюкуроновой кислоты располагается между двумя остатками α-Д-маннозы. Отличием ксантанов является относительно высокая их растворимость. Они образуются при аэробной фрагментации сахаров.

ЛЕКЦИЯ №2.

Камеди и слизи. Камеди – это полисахриды, выделяющиеся в виде вязких растворов и образующие стеклообразную массу при повреждении коры многих растений. Слизи – полисахариды, родственные камедям, но присутствующие обычно в неповреждённых растениях, они найдены во всех частях растения. Камеди являются гетерополисахаридами, состоящими из нескольких моносахаридов, среди которых может быть одна или несколько уроновых кислот, среди слизей встречается много нейтральных гетеро- и гомополисахаридов. Образование камедей в растении обычно связывают с патологическим состоянием – повреждениями, механическими или вирусными, слизи же являются продуктами нормально метаболизма.

Декстраны. Они образуются из сахарозы под действием фермента – декстрансахароза. Доминирующий тип связи α(1→6), декстранах есть и разветвления в боковых цепях, боковые разветвления присоединяются к центральной цепи в положения 3 и 4. Декстраны используются для получения сефидексов различных марок.

Дата добавления: 2015-10-16