П. Зитте, Э.В. Вайлер, Й.В. Кадерайт, А. Брезински, К. Кернер - Ботаника. Учебник для вузов. Том 1. Клеточная биология. Анатомия. Морфология (1134214), страница 18
Текст из файла (страница 18)
2.21),а рибосомальные РНК. объединяются смножеством разных белков в рибосомы(см. 2.2.4). Наконец, многие вирусы также являются рибонуклеопротеиновымичастицами (рис. 1.17).1.4. ПолисахаридыНаряду с нуклеиновыми кислотами ибелками полисахариды составляют третьюбольшую группу важнейших биополимеров. Полисахариды (гликаны) образуютсяблагодаря связыванию моносахаридов, аименно гексоз и/или пентоз, в неразветв-Моносахариды обладают несколькимигидроксильными группами, а также одной карбонильной функциональной группой, входящей либо в альдегидную группу (альдозы), либо в кетогруппу (кетозы).По числу С-атомов (я) различают триозы(п - 3, например, глицериновый альдегид), тетрозы (п = 4. например, эритроза), пентозы (и = 5, например, рибоза,рибулоза, ксилулоза), гексозы (п = 6, например, глюкоза, фруктоза, галактоза)или гептозы (п = 7, например, седогептулоза) (рис.
1.18). Принадлежность сахара кD- или L-ряду определяется на основе положения гидроксильной группы у асимметрично замещенного С-атома с самымбольшим номером (вспомните проекциюФишера!) (см. 1.3.1). У растений встречаются преимущественно моносхариды Dряда. L-caxapa попадаются в полисахаридах случайно.Карбонильная группа обусловливаетхарактерные для моносахаридов реакции.В кислой среде карбонильные группы могут реагировать с гидроксильными, образуя полуацетали. Этот процесс у пентоз игексоз протекает внутримолекулярно собразованием кольцевых структур двухтипов — фуранозных и пиранозных, которые изображены на рис. 1.18 согласнопредставлениям N.
Haworth (так называемая проекция Хаворта). Эта форма пред-64L ГЛАВА1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ — СТРОИТЕЛЬНЫЕ «КИРПИЧИКИ» КЛЕТОКН2СОНIН . 1 •>02lн-с-с=оIно-с-нн с он-ОН3lIН2СОНн-с-онл\Н2СОНвНОНгС5о1сн 2 он2ной -аОНОНa-D-фруктофураноза(a-D-Fruf)\ H j - r O - R 2 Спиртс=оН -С-ОНIHO- - С - НIН- - С - О НIН- - С - О НIНО-С-НIН-С-ОНIн-с-онID-эритроза, D-ксилулоза,альдотетроза кетопентозав Н*Н-.Н,СОНIНН* АльдегидRiн 2 сонН2СОНD-фруктоза,кетогексозаD-глюкоза,альдогексозаHOH2C О •н/ СН2ОНно"'Х ^0-R2IН-С-ОНIR, ПолуацетальНОН2Со ноVs*?.-^ vat- оКСН2ОНонон-D-фруктофураноза(P-D-Fruf)D-фруктозаФуранCH2OHУ—О ОННОНa-D-D-глюкопираноза(a-D-Glcp)ЕOHJ-—оОН<£>онP-D-галактоза(Gal)СНгОН-ООНОНV /ГHN-CхР -D-галактуроноваякислота (GalUA)N-ацетил-р-О-глюкозамин(GlcNAc)ОНwnр -D-галактоза-б-сульфатОННОНО,?НС H N - Cсн 3<Е7ончл IСН2ОН-ООНон-Г^X5/Ql^OHОННзс' х соо~ сн 3N-ацетил- p-D-мурамоваякислота(МЫАс)ставления выбрана здесь ради ее наглядности, однако она не передает фактической пространственной структуры молекулы сахара.
Как правило, пиранозныекольца существуют в конформации кресла (рис. 1.18, F). Гидроксильные группы,которые в формулах Хаворта располагаются с нижней стороны плоскости колец, впроекции Фишера смотрят направо. БлаПиранCH 2 0-SOiOHJ——О ОНwОНонP-D-манноза(Man):0COOон!о онСН2ОНсн 2 онУ—-ООНОНp-D-глюкопираноза(p-D-Glcp)D-глюкозаp-D-глкжопираноза в конформациикресла (Sessel-Form)годаря двум возможным положениям карбонильной группы при образовании полуацеталей для каждой фуранозной илипиранозной формы имеется два структурных изомера, отличающиеся положениемОН-группы.
Их называют аномерами (аили |3-аномеры). В растворе они преобладают над линейной формой и находятся вравновесии между собой.1.4. Полисахариды |65Рис. 1.18. Структурные формулы и внутримолекулярная реакция образования полуацеталеи моносахаридов:А — линейные формулы в проекции Фишера ряда альдоз и кетоз с п = 4 (тетроза), п = 5 (пентоза),п = 6 (гексоза) углеродных атомов. Положение ОН-группы при «самом нижнем» асимметрично замещенном С-атоме является признаком, по которому сахара относят к D- или L-ряду.
Все представленные моносахариды относятся к D-ряду; В — альдегиды реагируют с гидроксильными группами собразованием полуацеталеи. Этот процесс происходит в кислой среде и, как показано на примерахD-фруктозы (С) и D-глюкозы (D), может протекать у моносахаридов внутримолекулярно, в особенности у гексоз и альдопентоз.
При этом образуются пиранозные или фуранозные замкнутые формыСахаров, названия которых происходят от пиран и фуран. В водном растворе над линейной формойпреобладают и находятся между собой в равновесии две изомерные формы, отличающиеся местомгидроксильной группы в полуацетале. Эти изомеры называют аномерами. Различают а- и р-аномеры; Е — моносахариды пиранозного ряда, встречающиеся обычно в качестве мономеров в полисахаридах (с принятыми сокращениями названий).
Галактуроновая кислота встречается, например, впектинах, Ы-ацетил-(3-0-глюкозамин — в хитине, а 1М-ацетил-р-0-мурамовая кислота — в пептидогликане бактерий. Использованные в С, D, Е проекции Хаворта наглядны, однако не передают фактической конформации молекулы. Так, в растворе p-D-глюкопиранозы преобладает конформациякресла (F)<1.4.2. ОбразованиегликозидовПолуацетали могут реагировать с алифатическими или ароматическими гидроксильными группами, аминами и гидроксильными группами кислот, например скарбоксильными группами или фосфорной кислотой, с выделением воды и образованием полных ацеталей (рис.
1.19).Возникающая при этом связь называетсягликозидной связью. Различают соответственно О-гликозидные и N-гликозидныесвязи. Если партнер по реакции не является углеводом (агликон), то получившиесясоединения называют гликозидами. Еслигликозидной связью связаны два углевода, то говорят о сахаридах, чтобы подчеркнуть, что соединение состоит исключительно из моносахаридов.
Эти реакцииобратимы. Еликозидные связи в кислойсреде могут расщепляться гидролитически.Ферменты, гидролизующие гликозидныесвязи, называются гликозидазами.Многие природные низкомолекулярные вещества растительного происхождения (см.
6.16), накапливающиеся в вакуолях, являются гликозидами. Как правило,гликозиды более растворимы в воде, чемисходные агликоны. Гликолипиды — этоО-гликозиды и важные компоненты мембран (см. 1.5.2). У растений особенно часто встречаются галактолипиды, типичныедля мембран пластид. Многие интегральные мембранные белки и белки, секретируемые клетками наружу, а также и некоторые внутриклеточные белки являютсягликопротеинами; в них встречаются какО-гликозидные связи (с радикалами некоторых аминокислот: серина, треонинаи тирозина), так и N-гликозидные связи(с радикалом аспарагина).Если два моносахарида объединяютсяв дисахарид, в этом могут принимать участие или обе полуацетальные группы, илиже полуацеталь одного сахара, котораяреагирует с алифатической гидроксильнойгруппой другого сахара.
В первом случаеобразуются дисахариды типа трегалозы безсвободной полуацетальной группы, вовтором случае — дисахариды типа мальтозы, еще сохранившие полуацетальнуюгруппу (рис. 1.19). Полуацеталь — мягкийвосстанавливающий агент. Он восстанавливает Си2+ в щелочном растворе виннойкислоты до О т , выпадающей в осадок ввиде Cu 2 0 (проба Фелинга).
Свободнаяполуацетальная группа сахарида называется поэтому и его редуцирующим концом. Следовательно, сахар типа трегалозы, как сама трегалоза или сахароза, неимеет редуцирующего конца. В зависимости от числа связанных моносахаридовобразуются ди-, три, тетра- и т.д. -сахариды (и = 2, 3, 4...), которые называютолигосахаридами при л < 30 и полисаха-66ГЛАВА 1 .
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ — СТРОИТЕЛЬНЫЕ «КИРПИЧИКИ» КЛЕТОК0-R2O-R.2Iн-с-(он + н)-о--к.зH-C-O-R3R,R1НгОПолуацетапь + НуклеофилСахар+ АглнконСахар+ СахарОН•Глжозид•СахаридПримеры дисахаридов типа мальтозыПримеры дисахаридов типа трегалозыСН2ОН•• Полный ацетальСН2ОНСН2ОНОононГон°—онТрегалоза (Glcp[a1->1a]glcp)ОНонНОН2СГОНоно оНО^РСН2ОНСахароза (Glcp[a1->2B]fruf)ОНГонОНVC^OHГ NОНРедуцирующийон К О Н е цМальтоза (Glcp[a1-> 4]glcp)СН2ОНОНОН•оОНСН2ОНРедуцирующийЦеллобиоза(С!ср[|31-*4]д1ср) конецРис.
1 . 1 9 . Образование гликозидных связей.Г л и к о з и д н ы е с в я з и в о з н и к а ю т п р и р е а к ц и и полуацетальной г р у п п ы сахара с нуклеофильными г р у п п а м и второй молекулы, которая м о ж е т быть л и б о а г л и к о н о м , либо также с а х а р о м . Последний м о ж е тп р и н и м а т ь участие в р е а к ц и и с в о е й полуацетальной г р у п п о й или же о д н о й из д р у г и х гидроксильныхг р у п п . В п е р в о м случае о б р а з у ю т с я д и с а х а р и д ы т р е г а л о з н о г о т и п а , во втором — м а л ь т о з н о г о типа.По с о к р а щ е н н о й з а п и с и названия м о н о с а х а р и д о в и с п о с о б а г л и к о з и д н о й с в я з и (в скобках) м о ж н опонять и характер с т р у к т у р ы .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
