Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 115
Текст из файла (страница 115)
20-31). Линейные полимеры плотно уложены в клеточной стенке и удерживаются за счет коротких поперечных сшивок, образованных различными пептидами, тип которых зависит от вида бактерии. Пептидные сшивки объединяют полисахаридные цепи в прочный каркас, обволакивающий всю клетку и препятствующий ее разбуханию и лизису в случае при- 7.2 Полисахармды (3591 тока в клетку воды. Фермент лизоцим вызывает гибель бактерий, поскольку гидрализуст (р1 — 4)- гликозидные связи междуна-ацетилглюкозамином и Х-ацетилыурамовой кислотой (см.
рис.6-24). Лизоцим присутствует в слезной жидкости, где выполняет защитную функцию, препятствуя провииговению инфекции. Некоторые вирусы бактерий образуют лизоцим, позволявший им выходить из бактериальной клетки-хозяина (важный этап цикла развития вируса). Пенициллин и родственные ему антибиотики уничтожают бактерии, посказьку препятствуют синтезу перекрестных свинок каркаса, в результате чего клегочная стенка не может противостоять осмотическому лизису (сы.
с. 314-316). Клеточные стенки некоторых красных морских водорослей содержат агар — смесь сульфатярованных гете рополисахаридов, состоящих яз 1)-галактозы и производного 1.-галактозы, в котором атомы углерода С-3 и С-6 соединены эфирной связью (рис. 7-21). Два основных компонента агара — это неразветвленный полимер агароза (М, 120 000) и разветвленный полимер зшропектин. Замечательное свойство агарозы образовывать гели широко используется в биохимических лабораториях. Если суспеизию агарозы в воде нагреть, а затем охладить, то се молекулы образуют двойную спираль: две параллельно ориентированные молекулы закручиваются одна вокруг лругой, причем виток спирали содержит три остатка сахара, а центральную полость занимаю г НО СНОН О з о з ОН Агароза О-Оанл1 — '4)3,6-ангилро-1:Оа126(а1 — ~3 поп горы) Рис.
7-21. Структура ашроэы. Повторяющиеся единицы молекулы агароэы сосгоят мэ остатков Р-гзлактоэы, связанных (Р1- 4) связью с З,б-аигмдро-С-галахтозой, в которой эфирная связь соединяет атомы углерода С-3 и С-б. Между собой этм структурные единицы соединены (а1- 3)-глмкоэмдиымм свяэямм, в результате чего образуетсл полимер мэ 600-700 остатков.
Некоторые остатки 3,б-ангмдрогалахтоэы этермфмцмрованы серной кислотой у атома углерода С-2, хах показано на рисунке. молекулы воды. Такие структуры в свою очередь связываются друг с другом, образуя гель — трехмерную матрицу, удерживающую большое количество воды. Агарозные гели используются в качестве инертных носителей лля электрофоретического разделения нуклеиновых кислот, в частности секвенирования ДНК (см. рис. 8-33). Агар применяют для изготовления твердых сред для выращивания колоний бактериальных клеток.
Кроме того, из агара состоят оболочки капсул некоторых витаминов и лекарств; агар быстро растворяется в желудке и является метаболически инертным веществом. Гликозаминогликаны — гетерополисахариды внеклеточного матрикса Внеклеточное пространство в тканях многоклеточных животных заполнено гелеобразным веществом, называемым внеклеточным матриксом или основным веществом, которое удерживает клетки вместе и обеспечивает структуру пор для проникновения питательных веществ и кислорода к отдельным клеткам.
Внеклеточный матрикс (ВКМ), окружающий фибробласты и другие клетки соединительной ткани, прелставляет собой сложную сеть из гетерополисахаридов и фибриллярных белков, таких как коллаген, эластин и фибронектин. Базальная мембрана — зто особый тип внеклеточного матрикса, расположенного под эпителиальными клетками; она состоит из специализированного коллагепа, ламинина и гетерополисахаридов. Эти гетерополисахариды— гликозаминогликаны — образуют семейство линейных полимеров, построенных из повторяющихся дисахаридных звеньев (рис. 7-22).
Гликозаминогликаны есть у животных и у бактерий, а в растениях они не обнаружены. Один из двух моносахаридов — всегда либо Х-ацетилглюкозамин, либо Х-ацетилилактозамии; вторым моносахаридом обычно является уроновая кислота — чаще всего Г)-глюкуроновая или 1:идуроновая кислота. Некоторые гликозаминогликапы содержат этерифицированные сульфатные группы.
Сочетание сульфатных и карбоксильных групп в остатках урановых кислот создает на молекулах гликозаминогликанов высокую плотность отрицательных зарядов. Чтобы минимизировать отталкивание между соседними группами„ молекулы в растворе принимают развернутую сн он О СОО НО .о Г Гиаауроиат -50 000 и! 4! Н ИН ! С вЂ” О Сна 01сНАс <л! Н ОН СНаОН озя О СОО Хо!щроитии- 4-ееулы1вт 20 — 60 О (Л! 4! Н 14Н С=О Ф1. 4! СН, Н ОН 014А СН ОЯО4 о сн,он Каратав-Н гуль!тат -25 О Н НН ! С=О СН И! 4! Н ОН 01с1ЧА466 СН ОЯО Н Геиарии !5 — 90 о О н нняо Н ОЯО4 ИОА26 01сгЧЯЗЯ6Я Сегмент гепарииа (3601 Часгь1. 7. Углеводы и гликобиояогия Гликоаамииогликаи Повторяющееся диеакаридиое Число ваемо диеахаридиых авеиьеа а цепи Рис. 7-22.
Повторяющиеся единицы в структуре некоторых гликозамииогликаиов внеилеточиого матрикса. Глихозаминогликаны представляют собой сополимеры, построенные из чередующихся остатков уроновых кислот и амииосахаров (за исключением кератансульфата), которые могут быть сульфатированы по любому атому (кроме гиалуроновой кислоты).
Ионизоваиные карбоксильиые и сульфатные группы (выделены красным цветом на проекционных формулах) сообщают молекулам полимера характерный отрицательный заряд. Лекарственная форма гепарина в основном содержит идуроновую кислоту (ЫоА) и небольшое количество глюкуроновой кислоты (61сА; не показана); молекулы гепарина обычно сильно сульфатированы и гетерогенны по размеру. Пространственная модель, изображающая участок гепарина в том состоянии, в котором он находится в растворе (по данным ЯМР-спектроскопии; РВВ 19 1НРН). Атомы углерода идуроновой кислоты изображены синими, а атомы углерода глюкозамина — зелеными.
Атомы кислорода и серы, хак всегда изображены соответственно красными и желтыми. Для простоты атомы водорода не показаны. Гепарансульфат (не показан) похож на гепарин, но имеет более высокое содержание 61сА и меньше сульфатных групп, которые распределены менее регулярным образом. конформацию, образуя вытянутую спираль с расположенными на концах отрицательно заряженными карбоксилатными группами (как показано для гепарнца ца рис. 7-22). Вытянутая форма также дает возможность максимально развести в пространстве отрицательно заряженные сульфатныс группы. Специфическое распределение сульфатированных и нссульфатированных остатков сахаров в гликозаминоглцканах позволяет за счет электростатических сил осуществлять связывание определенных белковых лигандов. Гликозамицогликаиы связываются с внеклеточными белками и образуют протсогликацы (разд.
7.3). Гликозаминогликан гналуроноввя кислота (цри физиологических значениях рН находится в форме гнадуроцата) состоит из чередуя>шихся звеньев 1)-глюкуроновой кислоты и )Ч-ацстилглюкозамина (рис. 7-22). Гиалуронаты содержат до 50 000 основных дисахаридцых звеньев и имеют молекулярную массу свыше 1 млн Да. Эти вещества образуют прозрачные и очень вязкие среды, входящие в состав сицовиальной жидкости„ где служат в качестве смазки суставов, а также в состав стекловидного тела глаза позвоночных, придавая ему желеобразную консистенцию (от греч. Ьуа1оз — стекло; растворы гиалуронатов 7.2 Полисахариды [3611 Н Н Н Н Н ОН а-1=Илуронат Н ОН В-О-Глюкурьнат нмск~т прозрачный или полупрозрачный вид).
Гцалуронаты, кроме того, являк1тся важной составляющей внеклсточного матрикса хрящей н сухожилий, которым опи придают прочность н эластичность, поскольку кзаилюдсйствуют с другими компонентами матрикса. Некоторыс патогеппыс бактерии секретируют фермент гиалуропидазу, способную расщеплять гликозидпые связи гиалуропата, что делает ткани более уязвимыми для бактериальной инфекции. У многих организмов похожий фермент, содержащийся в сперматозоидах, гидролизует внешнюю гликозамнногликановую оболочку яйцеклсток и позволяет сперматозоидам проникнуть внутрь.
Другие гликозаминогликаны отличаются от гналуропатов по трем признакам: во-первых, их разчсры гораздо мсцьшс; во-вторых, они связаны ковалентпой связью со специфическими белхамн, образуя протсогликаны; в-третьих, один нли оба их мономера отличая>тся от мономеров гналуроната. Хопдроитипсульфат (от греч. спопг(газ — хрящ) придает прочность хрящам, сухожилиям, связкам и стенкам аорты. Дерматансульфат (от греч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
