Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1128683), страница 69
Текст из файла (страница 69)
ОН ОН ОН ОН ОН сн, ОН и.ацетнл-о. талантозанн О-тле уро оаал слотз н-Ацетилхондпозин ЛОНДРОИТИН 4 СУЛНЕЯТ соси си,ои си,ои ооон Иа ГИАЛУРОИОВАЯ ИИСЛОТА В основе пектиновых веществ лежит п е к т о в а я кисло. та, являющаяся полигалактуроновой кислотой.
Остатки О-галактуроновой кислоты связаны а(1 4)-гликозндными связями. полиГАлАнтуРОИОВАЯ (пентОВАЛ) нислОТА ! Некоторые пектнновые вещества оказывают противоязвенное действие и являются основой ряда препаратов (например еплантаглюцид» из подорожника). Альгнновые кислоты содержатся в бурых водорослях. Нераз. ветвленная цепь построена из соединенных (1 4)-связями остатков О-маннуроновой и (.-Гулуроновой кислот (эти компоненты являются эпимерами по С-5).
Алы'иновые кислоты как гелеобразователи используются в пншевой промышленности. Морские водоросли служат источником многих полисахаридов. Например, широко применяемый в биохимических исследованиях а г а р представляет собой гетерополисахарид, содержащий большое число сульфатных групп. Агар состоит из смеси агарозы и агаропектина. В полисахаридной цепи агарозы чередуются остатки О-галактозы и (.-лактозы. ! !2.3.2. Гетерополисахариды Полнсахариды соединительной ткани. Соединительная ткань распределена по всему организму (кожа, хрящи, сухожилия, суставная жидкость, роговица, стенки крупных кровеносных сосудов, кости) и обусловливает прочность и упругость органов, эластичность их соединения, стойкость к проникновению инфекции.
Полисахариды соединительной ткани связаны с белками. Среди полисахаридов соединительной ткани наиболее полно изучены хондроитинсульфаты (кожа, хрящи, сухожилия), гиалуроновая кислота (стекловидное тело глаза, пуповина, хрящи, суставная жидкость), гепарин (печень).
Эти полисахарнды обладают общими чертами в строении: их иеразветвленные цепи построены из дисахаридных остатков, в состав которых входят уроновая кислота (О-глюкуроновая, О-галактуроновая, (.-идуроновая) н гч -ацетилгексозамин (г)-ацетилглюкозамин, г)-ацетилгалактозамин). Некоторые из них содержат остатки серной кислоты. Полисахариды соединительной ткани называют иногда кислыми мукополисахаридами (от лат. пшсцз — слизь), поскольку они содержат карбоксильные группы и сульфогруппы. 420 Хо н д р о и т и нс ул ь ф а ты состоят из дисахаридных ос- ков Н-ацетилированного хондрозина, соединенных 3(! — 4)- ' козиднымн связями.
В состав хондрозина входят О-глюкуиовая кислота и О-галактозамин, связанные между собою ! 3) -гликозидной связью. ОООН СН,ОН 4 Как свидетельствует само название, эти полисахариды явля" ся эфирами серной кислоты (сульфатами). Сульфатная группа разует эфирную связь с гидроксильной группой Н-ацетил-О- лактозамина, находящейся либо в 4-м, либо в 6-м положении.
оответственно различают хондроитин-4-с)лльфат н хондроитин-сульфат. Молекулярная масса хондроитинсульфатов составляет 0 000 — 60 000. Г и ал ур он о на я кислота построена из дисахаридных татков, соединенных р(1-4)-гликозидными связями. Дисахаидный фрагмент состоит из остатков О-глюкуроновой кислоты Н-ацетил-О-глюкозамина, связанных ()(1-3)-гликозидной свяью.
ГиалгУРоноваЯ кислота имеет высокУю молекУлЯРнУю массУ— 2 — 7 10. Растворы гиалуроновой кислоты обладают высокой вязкостью, с чем связывают ее барьерную функцию, обеспечи- 42! ! со ° но сн,— сн Зв 1 он з 4 Р 2 ~ ФО 41 Н ~ФО-51 2О-41\ /РН 51 5 ! со ! -сн,— сн ! нн Х 44 Х Ф РРРРР РР РФР 422 вающую непроницаемость соединительной ткани для патогенных микроорганизмов. Хондроитинсульфаты и гиалуроновая кислота содержатся не в свободном, а в связанном виде с полипептидными цепями. Углеводсодержащие смешанные биополимеры составляют основу клеток и жидкостей животных организмов. Многие структурные компоненты клеток представляют собой биополимеры, включающие углеводы, белки и липиды, причем существенное значение имеет доля того или иного компонента Биополимеры с преобладанием полисахаридной части относятся к пептидогликанам и протеогликанам, полипептидной части-- к гликопротеинам, липидной — к гликолипидам.
Протеогликаиы. Это группа углевод-белковых биополимеров, в которых преобладает доля углеводного компонента. Свойства протеогликанов определяются полисахаридными составляющими. Типичными представителями этой группы смешанных биополимеров являются протеогликаны соединительной ткани. Основным типом связи полисахаридной и полипептидной цепей служит О-гликозидная связь. Полипептидная цепь выступает в роли «агликона», поставляющего для образования гликозидной связи гидроксильную группу бокового радикала серина. Связующим «мостиком» между хондроитинсульфатной цепью и полипептидом служит тетрасахаридный фрагмент.
Он состоит последовательно из остатка Р-глюкуроновой кислоты (1), двух остатков Р-галактопиранозы (2 и 3) и остатка Р-ксилопнрано зы (4). Р-ксилозный остаток участвует в образовании гликозидной связи с остатком серина, входящего в состав полипептидной цепи. Поскольку остатки серина повторяются многократно, то в целом к полипептидной цепи присоединяется много хондроитинсульфатных цепей.
Гиалуроновая кислота и хондроитинсульфатные протеоглнкаые субъединицы участвуют в образовании более высокооргаованиых протеогликановых комплексов (агрегатов). С помоэлектронографни установлена структура агрегатов хрявой ткани. По внешнему виду она напоминает «ерш» для тья бутылок, отсюда происходит ее название «щеточная струкра». Центральную вытянутую часть агрегата (как бы правовую основу «ерша») составляет макромолекула гиалуроноаой слоты. Равномерно вдоль всей цепи гиалуроновой кислоты ,Ринтервалом, равным 1О моносахаридным звеньям, т. е, через ждые 30 — 50 нм, перпендикулярно основной оси располагаю'я хондроитинсульфатные протеогликаиовые субъединицы (щена «ерша»). В целом комплексы протеогликановой природы представляют ой'поливалентные анионы, способные связывать катионы кая, натрия, кальция и за счет этого участвовать в соленом обме.
Важную роль играют протеогликаны, содержащие гепарин и паритинсульфат. Г е п а р и н состоит из повторяющихся дисахаридных единиц, состав которых входят остатки Р-глюкозамина и двух уронох кислот — Р-глюкуроновой и Б-идуроновой (см. 12.!.5). В кочественном отношении преобладает 1.-идуроновая кислота.
нутри дисахаридного фрагмента осуществляется а(1-4)-глико)Фдная связь, а между дисахаридными фрагментами — а(1 — 4)- язь, если фрагмент оканчивается Б-идуроновой кислотой, и ,(1 — 4)-связь — если Р-глюкуроновой кислотой. Аминогруппа у большинства глюкозаминных остатков сульфарована, а у некоторых из них — ацетилирована. Кроме того, льфатные группы содержатся у ряда (.-идуроновых кислот при '2, а также глюкозаминных остатков при С-6. Остатки Р-глюку- новой кислоты не сульфатированы. По расчетным данным на ин дисахаридный фрагмент приходятся 2,5 — 3 сульфатных руппы. Молекулярная масса гепарина равна 16 000 — 20 000.
СН О 5О Н снвс О н Осн *НРО5 О 2 1 О Он Ой О~ н О н ой Нн 5О.,» а во Н НН РО Н ОН НН СОСО, О РО,Н Г е п а р и т и н с у л ь ф а т, структурный элемент стенок кройосных сосудов, содержит аналогичные дисахаридные единино имеет больше И-ацетильных групп и меньше, суль' атных. Гепарин и гепаритинсульфат', подобно хондроитинсульфату, диняются с белком через тетрасахаридный фрагмент, концевым 423 звеном которого является Р-ксилоза.
Гепарин препятствует свер. тыванию крови, т. е. проявляет антикоагулянтные свойства Полисахариды клеточной стенки бактерий. Представителем является м у р а м и н (от лат. пуцгцз -- стенка), неразветвленная цепь которого построена нз чередующихся остатков (х)-ацетилглюкозамина (А) и Н-ацетилмурамовой кислоты (Б), соединенных между собою б(! — 4)-гликозидными связями. Мурамовая кислота представляет собой Р-глюкозамин, связанный простои эфирной связью в 3-м положении с остатком молочной кислоть! (лактильным остатком). сма о-щ с суа о-луа щу нн-снсо-ни-он-со-ни-он-со-мы-сн-со- ни-он -со--. н цпуа-у с .«а-а ! у СН уСН у (СН у ца « а у Со СН« НН '''' Н ц ц ц уацуа уо.юа„««* «руга« уаурыа а ц ц«« Буу сн он сн он СН,ОН О ОН (! ц ННСОСН Ла.,««- .
«ага а СНз сн, О О ДБ Мура « Мура ц а с ауа Мурамин по функциональной роли (опорно-механический материал бактериальных клеточных стенок) и структурной организации (неразветвленная цепь) близок к целлюлозе и хнтину. Такое сходство трех полисахаридов объясняется конфигурационной и конформационной тождественностью б(! 4)-полиглюкопира. нозного скелета. Пептидогликаны. Строительным материалом клеточной стенки бактерий является углевод-белковый комплекс, называемый м у р е и н о м, в состав которого входит мурамин. Муреин относится к пептидогликанам, так как содержит довольно короткие пептидные цепи (рнс. )2.5).
Карбоксильная группа каждого лактильного остатка связана амидной связью с )ь)Нэ-группой !.-аланина тетрапептидной цепи (заметнм, что из четырех аминокислотных остатков два — представители Р-ряда). Каждый тетра~ептид связан с одной из тетрапептидных цепей другой мураминовой цепи. Связь осуществляется через пептидный «мостик», состоящий из пяти звеньев глицина.
Этот мостик соединяет остаток !.-лизина тетрапептида одной полисахаридной цепи с концевым остатком Р-аланина тетрапептида другой полисахаридной цепи (рис. !2.6, а). Таким образом, длинные параллельные полисахаридные цепи связываются многочислен- 424 . !2.5. Строение тетрапептндной цепи муреина. ми поперечными пептидными цепями. В результате образуется чатая структура, не имеющая разрывов (рис. !2.б, б).
Этот сткий каркас, которым окружена бактериальная клетка, назытся муреиновым мешком. , Фермент лизоцим способен избирательно расщеплять полисаидную цепь мурамина, что лежит в основе его антибактериного действия. ' Хнмическвя основа внтибвктеризльного действия лизоцимв Подисзхариднвя ь муреинз является субстрзтом по отиошенику к ферменту лнзоциму (см. рис 3). При рзэмещении гексзсвхзридного фрагмента муреинз в углублении мвколекулы лнэоцимз (рис 12.7) все моиосвхзридные звенья сохраняют конфор. ню кресла, кроме кольца 4, которое попадает в слишком тесное окружение бони рздикзлзми о-зминокислотных остатков Кольцо 4 прннимзет более нз)кенную конформвцию полукресла, при этом оно уплощается (рис 12.8). Глн днзя связь между кольцзми 4 и 5 располагается в непосредственной близости минокислотными звеньями активного центрз Азр-52 и С(ц-35, которые н приниучастие в ее гидролитическом рзсщеплении В боковых радикалах этих вминокислотных остатков имеются кзрбоксильные ппы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
