Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1128683), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Гуанидиновые фрагменты обусловют основные свойства и в медицинской практике стрептомииспользуется в виде соли (стрептомицина сульфат). ", Труппа аминогликозидных антибиотиков охватывает свыше йриродных соединений. В качестве агликона все они содерат аминопроизводные инозита. Относящиеся к этой группе вестные антибиотики неомицин, канамицин, сизомицин и др. ' ладают широким спектром действия. 12.3. ПОЛИСАХАРИЛЫ - Полисахариды (полиозы) — высокомолекулярные углеводы. о химической природе их следует рассматривать нак полиглико, ды (полиацетали). Каждое звено моносахарида связано 4! 3 й )2, н,он снасн сн,он сн,сн он он -.о он он он он ямилсзА )и 12.3.1.
Гомополисахариды , о'1 в 414 гликозидными связями с предыдущим и последующим звеньями. При атом для связи с последующим звеном предоставляется полуацетальная (глинозидная) гидроксильная группа, а с предыдущим — спиртовая гидроксильная группа, чаще всего прн С-4 или С-6.
В полисахаридах растительного происхождения в основном осуществляются (1 — 4)- и (1-6)-гликозидные связи, а в полисахаридах животного и бактериального происхождения дополнительно имеются также (1-3) - и (1-2) -гликозидные связи. На конце цепи находится остаток восстанавливающего моносахарида. Поскольку доля концевого остатка относительно всей макромолекулы весьма невелика, то полисахариды проявляют очень слабые восстановительные свойства. Гликозидная природа полисахаридов обусловливает их гидролиз в кислой и высокую устойчивость в щелочной средах.
Полный гидролиз приводит к образованию моносахаридов или их производных, неполный — к ряду промежуточных олигосахари. дов, в том числе и дисахаридов. Полисахариды имеют большую молекулярную массу. Им присущ характерный для высокомолекулярных веществ более высокий уровень структурной организации макромолекул. Наряду с первичной структурой, т. е. определенной последовательностью мономерных остатков, важную роль играет вторичная структура, определяемая пространственным расположением макромолекулярной цепи.
Полисахаридные цепи могут быть разветвленными или неразветвленными (линейными) . Полисахариды, состоящие из остатков одного моносахарида, называются гомопо1)исахаридами, из остатков разных моносахаридов — гетерополисахаридами. Для полисахаридов используется общее название гликаны. Глнканы могут быть гексозанамн или пентозанами, т. е, состоять соответственно нз гексоз или пентоз. В зависимости от природы моносахарида различают глюканы, маннаны, галактаны и т. п. К гомополисахаридам относятся многие полисахарнды растительного (крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества), животного (гликоген, хитин) и бактериального (декстраны) происхождения. Гетерополисахариды, к числу которых относятся многие животные и бактериальные полисахариды, изучены меньше, однако они играют важную биологическую роль.
Гетерополисахарнды в организме связаны с белками и образуют сложные надмолекулярные комплексы. Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из Р-глюкопиранозы: а м и л о з ы (10 — 20 ЛЯЯЛ) и а м и л о п е к т и н а (80 — 90 %). Он образуется в растениях в процессе фотосинтеза и «запасается» в клубнях, корнях, семенах. рахмал — белое аморфное вещество.
В холодной воде це 'зорим, в горячей набухает и некоторая часть его постепенно аоряется. При быстром нагревании крахмала за счет содер' ейся в нем влаги (10 — 20%) происходит гидролитическое епление макромалекулярной цепи на более мелкие осколки разуется смесь полисахаридов, называемых д е к с т р и;у и.
Декстрины растворяются в воде лучше, чем крахмал. (СоН)оОа). — Р-а — - (ОЯН)оОо), где т()) Краамаа Де«сор«мы Такой процесс расщепления крахмала, или д е к с т р и н и з ая, осуществляется при хлебопечении, Крахмал муки, превра- нный в декстрины, легче усваивается вследствие большей расримости. ;;.В амилозе Р-глюкопиранозные остатки связаны а(1 — 4)-глиидными связями, т, е.
дисахаридным фрагментом амилозы 'яется мальтоза. Цепь амилозы неразветвленная, вклют 200 — 1000 глюкозных остатков, молекулярная масса 000. По данным рентгеноструктурного анализа макромолекула яловы свернута в спираль (рис. 12. 3). На каждый виток врали приходится 6 моносахаридных звеньев. Во внутренний нал спирали могут входить соответствующие по размеру молелы, например молекулы иода, образуя комплексы, называемые единениями включения.
Комплекс амилозы с иодом имеет сиий цвет. Это используется в аналитических целях для открытия ак крахмала, так и иода (иодкрахмальная проба). А м и л о и е к т н н в отличие от амилозы имеет разветвленное роение (рис. 12.4). В цепи Р-глюкопиранозные остатки связаны ,(1 4)-гликозидными связями, а в точках разветвления — 8(!в )-гликознднымн связями. Между точками разветвления распоагаются 20 — 25 глюкозных остатков. Молекулярная масса илопектина достигает 1 — 6 млн, 415 сн,он сн,он он «и ььг» д сн,он Н ~ 4 Н он ои „,„он ЛО-26 Амилопензин 4!7 4!6 Гидролиз крахмала в пищеварительном тракте происходит под действием ферментов, расшепляюших а(1-4)- и а(1-6)- гликозидные связи. Конечными продуктами гидролиза являются глюкоза и мальтоза. Гликоген. В животных организмах этот полисахарид является структурным и функциональным аналогом растительного крахмала.
По строению подобен амилопектину, но имеет еще большее разветвление цепей. Обычно между точками разветвления содержатся 10— 12 глюкозных звеньев, иногда даже 6. Условно можно сказать, что разветвленность макромолекулы гликогена вдвое больше, чем амилопектина. Сильное разветвление способствует выполнению гликогеном энергетической функции, так как только при наличии большого числа концевых остатков можно обеспечить быстрое отщепление нужного количества молекул глюкозы.
Молекулярная масса гликогена необычайно велика. Измерения у гликогена, выделенного с предосторожностями во избежание расщепления макромолекулы, показали, что она равна 100 млн. Такой размер макромолекул содействует выполнению функции резервного углевода. Так, макромолекула гликогена из-за большого размера не проходит через мембрану и остается внутри клетки, пока не возникнет потребность в энергии.
Гидролиз гликогена в кислой среде протекает очень легко с количественным выходом глюкозы. Это используется в анализе тканей на содержание гликогена: горячей щелочью из тканей извлекают гликоген, осаждают его спиртом, гидролизуют в кислой среде и определяют количество образовавшейся глюкозы.
Рис. !2.3. Спиралевидная цепь амилозы. Аналогично гликогену в животных организмах, в растениях так ю же оль резервного палисахарида выполняет амилопектин, 'имЕющий менее разветвленное строение. Это связано болические про'растениях значительно медленнее протекают метзболи р цессы и не требуется быстрый приток энергии, как это иногда :бывает необходимо животному организму (стрессовые ситуации, ' физическое или умственное напряжение).
Декстраны — полисахариды бактериального происхождения. В промышленности их получают микробиологическим путем при действии микроорганизмов ).енсопоз1ос гпезеп1егогбез на растворы сахаровы. на. Рис. !2.4. Разветвленная макромолекула амилопектии СН,ОН СН,ОН .Юнэон ОН 'ОН Г" Г-'' .Г". и ио н деисггхн ОН,ОН "3 хитнн 418 419 Декстраны построены из а-!)-глюкопиранозных остатков. Макромолекулы их сильно разветвлены. Основным типом связи являются а(1 — 6)-, а в местах разветвления — а(1 — 4)-, а(1 3)- и реже а(1 — 2)-гликозидные связи.
Декстраны используются как заменители плазмы крови, однако большая молекулярная масса природных декстранов (несколько миллионов) делает их непригодными для приготовления инъекционных растворов вследствие плохой растворимости. В связи с этим молекулярную массу снижают до 50 — 100 тыс. с помощью кислотного гидролнза или ультразвука и получают «клинические декстраны» (препарат «полиглюкнн»). Декстраны обладают аитигенными свойствами. Можно отметить, что декстраны, сннтезируемые обитающими на поверхности зубов бактериями, являются компонентами налета на зубах.
Целлюлоза (клетчатка) — наиболее распространенный растительный полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений. Древесина содержит 50 — 70 о5 целлюлозы; хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу. Целлюлоза является важным сырьем для ряда отраслей промышленности (целлюлозно-бумажной, текстильной и т. п.). Структурной единицей целлюлозы является 1)-глюкопираноза, звенья которой связаны р(! — 4)-гликозидными связями.
Биозный фрагмент целлюлозы представляет собой целлобиозу. Макромолекулярная цепь не имеет разветвлений, в ней содержится 2 500 — 12 000 глюкозных остатков, что соответствует молекулярной массе от 400000 до 1 — 2 млн. !)-Конфигурация аномерного атома углерода приводит к тому, что макромолекула целлюллозы имеет строго линейное строение. Этому способствует образование водородных связей внутри цепи, а также между соседними цепями. ЦЕЛЛЮЛОЗА ,,' 'Такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую очность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую ертность, что делает целлюлозу прекрасным материалом для троения клеточных стенок растений.
Целлюлоза не расщепля'ся обычными ферментами желудочно-кишечного тракта, но она 'вляется необходимым для нормального питания балластным вееством. Большое практическое значение имеют эфирные производные валюлозы: ацетаты (искусственный шелк), ксантогенаты (висзное волокно, целлофан), нитраты (взрывчатые вещества, колоксилвн) и др. Хнтии, подобно целлюлозе в растениях, выполниет опорные и механические ункции в животных организмак (роговые оболочки насекомых, ракообразных т. п.).
Хитни построен из остатков Н-ацетилпвглюкозамина (см. (2 (Л), вязанных между собою о(! 4)-гликозидными связями. Макромолекулы хитинеразветвленные. Их пространствеинвя упаковка имеет много общего с ~геллюОзой. ОН,ОН он,он сн,он О ОН О ОН О ОН О в~ ИНСООН, ЙНОООНз нноосн Инулнн — гомополисахарид, состоящий из остатков О-фруктопиранозы, свя'занных р(2 !)-свнзимн. Инулин накапливается в клубнях, содержится в водо, рослях. Пектиновые вещества. Содержатся в плодах и овощах и для них характерно желеобразование в присутст- вии органических кислот, что используется в пищевой промышленности (желе, мармелад).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
