Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Несомненно, целлюлоза — наиболее распространенное органическое соединение, на долю которого у растительных организмов приходится 50% или более всего углерода. Хотя целлю- в углеводы лоза — преимущественно растительный полнсахарид, она найдена также у некоторых оболочников. Самый чистый источник целлюлозы, содержащий до 90% целлюлозы,— хлопок.
При полном гидролнзе целлюлозы получается практически количественно глюкоза, частичный гидролиз дает дисахаридцеллобиозу. Гидролиз полностью метилированной целлюлозы почти количественно дает 2,3,6-три-О-метилглюкозу, указывая на отсутствие разветвлений. Отсюда и из других данных следует структурная формула для повторяющегося звена целлюлозной цени, соединенной 11-1,4-связями: н он н он повморныщееая целлоаназное звено целлюлозы Целлюлоза нерастворима в воде, но растворяется в аммиачных растворах солей меди. Ее молекулярная масса, определенная для различных препаратов, находится между 50000 и 400000, что примерно соответствует содержанию 300 — 2500 остатков глюкозы в молекуле; эти данные могут быть занижены из-за деградации в процессе приготовления образца.
Крахмалы. В то время как в целлюлозе остатки глюкозы соединены р-1,4-связями, в крахмалах, которые служат питательным резервом в растениях, остатки соединены а-1,4-связями. Таким образом, повторяющимся дисахаридным звеном в крахмалах является мальтоза, а не целлобиоза: 1 Н ОН Н ОН павтзззыщееал мзлыаазнае звена нрвзмвлв Природные крахмалы представляют собой смесь двух типов соединений, которые можно отделить друг от друга. Одно из них— амилоза, как полагают, обладает длинной неразветвленной цепью Е ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ и в этом отношении аналогично целлюлозе. Другое — амилолектин — является полисахаридом с разветвленной цепью: одна концевая глюкоза встречается на каждые 24 — 30 остатков глюкозы.
Остаток глюкозы, расположенный в каждой точке ветвления, замешен не только по положению С-4, но и С-б. Выделение нз продуктов неполного гидролиза амилопектипа а-1,б-дисахарида (пзоягальтозы) доказывает структуру в местах разветвления: яягеве яетпяяення емняеяенвяне и гяняегвяя А ее-06-гяюиееяяяяя евяее и ее!6 Степень разветвления больше в гликогене (см.
ниже), чем в амилопектине. Амилопектин в отличие от гликогена может быть и не столь разветвленным и состоять из одной основной цепи с боковыми ветвями. Различные препараты крахмала имеют молекулярные массы от 50000 до нескольких миллионов. Учитывая вероятность некоторой деградации во время выделения, для натнвных молекул крахмала более точны высокие значения. Глпкоген.
Двойником крахмала в животном материале является глпкоггн, который встречается в значительных количествах в печени и мышцах и которого особенно много в моллюсках. Гликогеноподобные полисахариды встречаются также в зернах злаков н бактериях. Глнкоген — полисахарид с разветвленной цепью, скорее напоминающий амилопектнн, чем амилозу. Найдено, что гликоген содержит от 8 до 12 остатков глюкозы на одну невосстанавливающую концевую группу. Гликоген имеет молекулярную массу от 270000 до 100000000. Даже в одном препарате наблюдается широкий разброс по размерам молекул. 3. уГлеВОды Гликогеи, встречающийся в животных клетках, имеет частицы гораздо меньшего размера, чем гранулы крахмала. Он легко диспергируется в воде с образованием опалесцирующих «растворов», которые дают красно-фиолетовую окраску с иодом. Гликогеп относительно устойчив в горячих щелочах и осаждается из водных растворов добавлением этилового спирта.
п-1,4-Глюканмальтогидролаза частично гидролизует гликоген; как и в случае амилопектина, продуктом гидролиза является мальтоза. При полном кислотном гидролизе очищенный гликоген образует глюкозу с выходом, близким к теоретическому. Анализ ткани иа гликоген обычно включает растворение ее в горячей щелочи, осаждение гликогена спиртом, кислотный гидролиз этого осадка н количествешюе определение образовавшейся глюкозы.
Гликоген также гидролизуется бактериальным ферментом пуллуааназой, которая расщепляет а-1,6-связи этого полисахарида. Аналогичным образом фермент действует и на амилопектин. Наиболее подробные сведения, касающиеся особенностей структуры крахмалов и гликогепа, получены в основном путем расщепления этих молекул различными ферментами известной специфичности. 2.3.2.2. Анализ структуры полнсахаридов Молекулярные массы полисахарндов определяют несколькими методами, включав измарение осмотнчесхого давления, ультрацеитрифугирование, измерение вязкости и светорассеяния.
Эти же методы используют для определения молекулярных масс белков, как описано в гл. 5. Большинство полисахаридов лолидасперсны и состоят из многих компонентов с различными молекулярными массами, даже когда они считаются чистыми по другим критериям. Образец «крахмала» может содержать молекулы, в которых присутствует от !00 до 10 ООО остатков глюкозы, и все-таки они называются крахмалом. Последовательность моносахарндных звеньев в полнсахаридах н природа гликозидных связей устанавливаются методами, аналогичными описанным выше для мальтозы, хотя размер палисахарида и его полидисперсность часто усложкяют структурный анализ. Исчерпывающее метнлированне является ценным методом для определения не только числа остатков в неразветвленной цепи, но также типов гликозндных связей в разветвленных полисахаридах.
Например, 10-членный неразветвленный полиглюкозид (а- или р-1,4) должен давать смесь 2,3,6-три-О-метилглюкозы и 2,3,4,6-тетра-О-метилглюкозы (9: !). Если молекула является разветвленной, должна образоваться ди-О-метилглюкоза; число ее остатков указывает на число точек ветвления, а положение метильиых групп позволяет выявить гидроксидные группы в точках ветвления. Иодная кислота — другой удобный реагент для изучения структуры полнсахарида. Окисление углеводов зтим реагентом в контролируемых условиях сопровождают количественным измерением расхода иодной кислоты и образования муравьиной кислоты.
Гликоли расщепляются иодной кислотой с образованием двух альдегидов (расход периодата: 1 мазь на 1 моль гликоля). Если в молекуле присутствует рядом три или более гидроксидных групп, то средний атом углерода освобождается в виде муравьиной кислоты, образуются два !. осноннын компонннты клнткн альдегкда и при этом расходуется 2 зкв. пернодата. Так, метил-а-.'о-глюкоза (а-метилглюкозид) реагирует с иодной кислотой следующим образом: СН,ОН О Н 4.+ Н + НСООН з О НС ОСН ОН Н !! О Н ОН Обработка иолной кислотой молекулы полисахарида, состоящего из повторяющихся звеньев гексозы, которые связаны линейно 1,4-гликозидиыми связями, привела бы к выделению 1 экв.
муравьиной кислоты в результате окисления концевого остатка гексоэы, образующего гликозидную связь. Дополнительно 2 экв. муравьиной кислоты образовнзись бы нз восстанавливающего конца полисахарпдвой цепи, один из них в результате вормалыюго окисления нис-гликольной группы, другой — из свободного альдегидного атома углевода. Число концевых групп в полисахариде, определенных этим методом„ является показателем линейности (или разветвленности) полисахарида. Если иа 1 моль полисахарила выход муравьиной кислоты превышает 3 моли, полнсахарид должен содержать разветвленные цепи. Молярное отношение израсходованного периодата и образующегося формиата указывает на степень разветвления. Весьма перспективный подход к изучению структуры полисахарида включает в себя последонательное использование избирательно действующих ферментов, специфичность которых по типу гидролнзуемых гликозилных связей хорошо изучена.
Л ИТЕРАТУРА Книги ВптасатЬе Х. 8., 7Рейбег Х. М., Мпсоро1увассЬаг1деэ, Агпег!сап Е!аеыег РнЫ1эЫпн Сотрапу, 1пс., Нечг Уогй, 1964. ХХапГг1зоп Е. А., СагЬоЬудга1е СЬегпЫгу, Но!1, И1пеЬаг1 апб Ъ!па!оп, Ыегч Тогй, 1967, ЕгогйГп М., Яо!х Е., СогпргеЬепыче В!осЬегпЫгу, СагЬоЬубга!еэ, зес. П„чо!. 5, Ашепсап Е!веыег РнЫИЫпй Согпрзпу, 1пс., Ыетч Тогй, !963. богГзсйанг А., ТЬе СЬепбыгу апд В!о1ойу о1 Яа!!с АсЫз, СащЬг!дйе Бп1чегзну !тггзэ, Ксш Уогй, 1960. Хснлм= 77.
йг., еб., СЬмпЫгу о1 Анино 5пнзгэ, чо1. 1А, Асаньею!с Ргем, 1пс., Ыем Тот!э 1969. Хсан1оз й. !Хг., Ва1ам Е. А., ебз., ТЬе Апнпо Бцйагз, чо!. ПА, Асабеппс Ргем, 1пс., Исч. Тогй, !965. Ргйп1ап йг. И'., Ног!оп В., ебз., ТЬе СагЬоЬубга1ез: СЬешЫгу/В1осЬегпЫгу, чойь 1А, ПА, ПВ, Асабетй1с Ргем, 1пс., 74ечг Уогй, 1972. Вйагоп У„Согйр!ех СагЬоЬудга!ез: ТЬе1г СЬещ!з!гу, В1оэуп1Ьеэ!э, апб Гипс!!апз, АгЫ1эоп-ууез1еу РцЫ!эЫпй Сатрапу, Кеад!пй, Мам., 1975. Япсу М., Вагйег 5.
А., СагЬоЬудга1ез о! Ь1ч1пн Т!мнез. В. гггап 74оэ1гапд Сошраи г, Ь:с . Рппсе1оп, 74. Х, 1962. цнгогйт В. Х., !ро1!тот АЬ Х., ебз., Ме1Ьабз ш СагЬоЬубга1е СЬегпЫгу, чо1. 1, Апа1уыз апд Ргерага1!оп о1 Впнагз; чой !У, ЯагсЬ; чо!. Ч, Оепега1 Ра1уэасс!загн!еэ; Асабегп!с Ргем, 1пс., Ыетч Уогй, !962, 1964, 1965. т. хглпводы Обзорные статьи ВеИ !!.
Х., Ыа1пга! МопозассЬагЫев апб ОИбозассЬагЫез; ТЬе!г 51гпс1пге апб Осснггепсе, 1п: М. Р1огИп, Н. Б. Мазоп, едв., Согсрагзбче ВюсЬегпЫ1гу, рр. 288 — 354, чо!. !11, р1. А, Асадегпю Ргезз, 1пс., Хеы ТогЬ, 1962. Еепйер Е., СопПбнга11опа1 айд Соп1оппа1юпа! АзресЫ о1 СагЬоЬудга1е В1осЬегп!- югу, Аппп. !1еч. В!осЬепг., 41, 953 — 996, !972 б!пибигб К, Иеи~е!б Е. Е., Сопгр1ех Не1егозассЬаггйев о1 Апйпз!з, Аппп. Кеч. ВюсЬегп., 33, 371 — 388, 1969.
Нее!Ь Е. С., Согор!ех Ро1узассЬагЫев, Аппп. Кеч. ВюсЬегп., 40, 29 — 56, !971. Ьгбгз! Е. 7.., ТЬе Б1гцс1нге о! Ро1узассЬаг!без„рр. 45 — 62, 1п: Р. Л. Ве!1, Л. К. Огап1, сдв., ТЬе Б1гос1нге апд В!озуп1Ьев!з о! Мзсгогпо1есп1ез, СагпЬг!33е Ъп!чегз!!у Ргезз, Ыегч Тог1г, 1962. Юйагоп Х., Ро!узассЬагЫев, Аппп. Кеч. В!осЬет., 35, 485 — 520, 1966. Многие специальные вопросы химии углеводов рассмотрены в обзорах, опубликованных в Адчапсев !и СагЬоЬубга1е СЬеппв!гу апб ВюсЬегп!в1гу, Асабепнс Ргевз, !пс., Мечг УогЬ (выход с 1945 г.). Глана 3 липиды 3.1. Классификация Если животную или растительную ткань последовательно абрабвтывать одним нли несколькими органическими растворителями, например этанолом, эфиром„хлороформом, бензолом или петролейпым зфиром, то некоторая часть материала перейдет в раствор Компоненты такой растворимой фракции (вытяжки) называются лнпндами.
Лнпидная фракция содержит вещества различных типов, которые могут быть классифицированы следующим образом: 1. Жирные кислоты 11. Глицеринсодержащне липиды а) нейтральные жиры 1) моно-, ди- и триацилглицерины 2) простые эфиры глицерина 3) гликозилглицериды б) фосфоглицериды 1) фосфатиды 2) днфосфатидилглицериды и фосфоннозитнды 111. Липиды, не содержащие глицерин а) сфинголипиды 1) церамнды 2) сфингомиелины 3) гликосфинголипиды б) алифатические спирты и воска в) терпены г) стсронды 1Ч. Липнды, связанные с веществами других классов а) лнпопротеины б) протеолипиды в) фосфатидопептиды г) липоаминокислоты д) липополисахариды Из-за гетерогенности входящих в липидную фракцию компонентов термин «липидная фракция» нельзя рассматривать как структурную характеристику; он является лишь рабочим лабораторным названием фракции, получаемой прн зкстракцип биологи- з. липины ческого материала малополярнымн растворителями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
