Бактериальные гомополисахариды

v Декстраны – полисахариды с разветвлёнными цепями из остатков D-глюкозы (рис. 2-15). Их отличие – структурные единицы основной цепи соединены связями α-1,6. В точках ветвления могут быть связи α-1,3 и α-1,4. Представляют собой резервные полисахариды дрожжей и бактерий. Среди декстранов отметим глюкан – полисахарид, образующийся в полости рта ферментами бактерий.

Рис. 2-15. Строение декстрана

v Фруктаны и леваны – гомополисахариды, построенные из остатков фруктозы. Эти молекулы образуются в полости рта из пищевых углеводов, под действием ферментов бактерий. Являются резервными полисахаридами, составляют основу зубного налёта на эмали зубов. В этих полисахаридах могут быть связи α-1,3 и α-1,6.

Гетерополисахариды

Протеогликаны

Углеводы в составе протеогликанов – длинные полимерные цепи, образованные дисахаридными фрагментами, в состав которых обязательно входят уроновые кислоты. Их называют гликозаминогликанами, подчёркивая то, что в их составе есть аминосахара. Из различных гетерополисахаридных цепей приведём примеры состава, свойств и строения трёх широко распространённых в организме гликозаминогликанов.

v Гиалуроновая кислота – полисахарид, который содержится в межклеточном веществе соединительной ткани, содержится в клеточных оболочках, много её в синовиальной жидкости и в стекловидном теле глаза (рис. 2-16).

· Структурное звено – дисахарид из глюкуроновой кислоты и N-ацетил-глюкозамина · Связь в дисахариде – β-1,3-О-гликозидная · Связь между дисахаридными звеньями – β-1,4-О-гликозидная · Молекулярная масса – до 107 (очень длинные цепи) · Содержание белка – не больше 1-2% · Свойства – полианион с большим отрицательным зарядом; очень гидрофильная молекула; образует с водой очень вязкие гелеобразные растворы · Функции – регуляция проницаемости межклеточного вещества, растворение и диффузия солей

Рис. 2-16. Характеристики гиалуроновой кислоты

v Хондроитинсульфаты – структурные компоненты хрящевой и костной ткани, сокращение – ХИСы.

· Структурное звено – дисахарид из глюкуроновой кислоты и N-ацетилгалактозамина · Связи в дисахариде и между дисахаридными фрагментами –такие же, как в гиалуроновой кислоте · Молекулярная масса – 104-6·104 · По положению остатка сульфата – ХИС-4 и ХИС-6 · Свойства– образуют агрегаты с большой полипептидной цепью, способны связывать катионы, например, катионы кальция

Рис. 2-17. Характеристики хондроитинсульфатов

v Гепарин – образуется в тучных клетках, содержится в их секреторных гранулах. Представляет собой молекулы с высокой степенью сульфатирования (рис. 2-18).

· Состав – может содержать не только глюкуроновую кислоту, но и остатки идуроновой кислоты · Молекулярная масса -103-2·104 · Белковый компонент – до 15% · Функции – антикоагулянт и активатор липопротеинлипазы (отвечает за усвоение липидов крови)

Рис. 2-18. Характеристики гепарина

2. Гликопротеины– сложные белки; на углеводный компонент в среднем приходится 40-50%.

· Углеводная часть – олигосахаридные цепочки, чаще всего ди- и трисахариды

· Состав олигосахаридов:

1) моносахариды (глюкоза, галактоза, манноза и другие),

2) аминосахара (глюкозамин, галактозамин),

3) нейраминовая кислота (комплекс пировиноградной кислоты и N-ацетил-D-маннозамина)

4) сиаловые кислоты (производные нейраминовой кислоты),

5) фукоза (6-дезоксигалактоза).

· Примеры гликопротеинов:

1) белки плазмы крови,

2) белки клеточных мембран,

3) некоторые гормоны и ферменты,

4) муцины слюны,

5) коллаген соединительной ткани.

· Функции углеводного компонента в составе гликопротеинов:

1) рецепторная

2) иммунная

3) участие в процессах межклеточной адгезии

4) участие в контактном торможении клеточного роста

5) защита от чужеродных веществ

6) обеспечение групповых свойств крови

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Выберите один или несколько правильных ответов

1. УГЛЕВОДАМИ НАЗЫВАЮТ ПРОИЗВОДНЫЕ

1) спиртов и карбонильных соединений

2) карбоновых кислот и аминов

3) карбоновых кислот и спиртов

4) спиртов и аминов

2. К МОНОСАХАРИДАМ ОТНОСЯТСЯ

1) сахароза

2) глюкоза

3) галактоза

4) лактоза

3. ЭНАНТИОМЕРЫ МОНОСАХАРИДОВ ЯВЛЯЮТСЯ

1) зеркальными изомерами друг друга

2) не являются зеркальными изомерами

3) отличаются конфигурацией всех асимметричных атомов в молекуле

4) отличаются конфигурацией некоторых асимметрических атомов в молекуле

4. МОНОСАХАРИДЫ ОБЛАДАЮТ ОПТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ, ПОТОМУ ЧТО

1) содержат гликозидный гидроксил

2) содержат асимметрические атомы углерода

3) содержат несколько спиртовых гидроксилов

4) не содержат гликозидный гидроксил

5. ИЗ ПРИВЕДЁННЫХ МОНОСАХАРИДОВ ВЫБЕРИТЕ ТРИОЗЫ

1) галактоза

2) глицериновый альдегид

3) сахароза

4) диоксиацетон

6. МОНОСАХАРИДАМИ НАЗЫВАЮТ УГЛЕВОДЫ, КОТОРЫЕ

1) не гидролизуются на более простые углеводы

2) состоят из нескольких остатков углеводов

3) относятся к сложным производным углеводов

4) обязательно содержат гликозидную связь

7. ВЫБЕРИТЕ МОНОСАХАРИДЫ-ГЕКСОЗЫ

1) рибоза

2) фруктоза

3) глюкоза

4) галактоза

8. В ДИСАХАРИДАХ ОТДЕЛЬНЫЕ МОНОСАХАРИДЫ СОЕДИНЕНЫ ДРУГ С ДРУГОМ

1) О-гликозидной связью

2) амидной связью

3) N-гликозидной связью

4) пептидной связью

9. ОСНОВНАЯ СВЯЗЬ В МОЛЕКУЛЕ АМИЛОЗЫ

1) α-1,4-О-гликозидная

2) β-1,4-О-гликозидная

3) α-1,6-О-гликозидная

4) β-1,6-О-гликозидная

10. ОСНОВНОЙ ФУНКЦИЕЙ ПРОТЕОГЛИКАНОВ ЯВЛЯЕТСЯ

1) построение межклеточного вещества

2) создание запаса питательных веществ

3) обезвреживание токсинов

4) узнавание различных молекул

11. В ГОМОПОЛИСАХАРИДАХ НАИБОЛЕЕ ЧАСТОЙ СТРУКТУРНОЙ ЕДИНИЦЕЙ ЯВЛЯЕТСЯ

1) рибоза

2) глюкуроновая кислота

3) глюкоза

4) фруктоза

12. К ГОМОПОЛИСАХАРИДАМ ОТНОСЯТСЯ

1) мальтоза

2) крахмал

3) хондроитинсульфат

4) гликоген

13. РЕДУЦИРУЮЩИЕ ДИСАХАРИДЫ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫ, ПОТОМУ ЧТО

1) у них есть свободный полуацетальный гидроксил

2) есть спиртовые гидроксилы

3) есть гликозидная связь

4) есть асимметричные углероды

14. КРАХМАЛ И ЦЕЛЛЮЛОЗА РАЗЛИЧАЮТСЯ

1) растворимостью в воде

2) типом связи между мономерными звеньями

3) величиной и формой молекул

4) мономерными звеньями

15. ПРОТЕОГЛИКАНЫ ОТЛИЧАЮТСЯ ОТ ГОМОПОЛИСАХАРИДОВ

1) мономерными звеньями

2) отсутствием белкового компонента

3) типом связи

4) растворимостью в воде

16. УГЛЕВОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ В ГЛИКОПРОТЕИНАХ ВЫПОЛНЯЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ФУНКЦИИ

1) рецепторную

2) связывающую для ионов кальция

3) участвуют в образовании связи между мономерами

4) формирование клеточных мембран

17. ВЫБЕРИТЕ УГЛЕВОДЫ, СОДЕРЖАЩИЕ Α-1,4-О-ГЛИКОЗИДНУЮ СВЯЗЬ

1) фруктоза

2) мальтоза

3) сахароза

4) крахмал

ЗАДАЧИ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Назовите продукты, образующиеся при обработке α­D-глюкозы диметилсульфатом с последующим мягким гидролизом. Напишите соответствующие реакции

2. Назовите продукты, которые образуются при окислении L-галактозы азотной кислотой

3. Назовите продукты, которые образуются при полном метилировании молекулы сахарозы и её последующем гидролизе. Напишите соответствующие реакции

4. Рассчитайте, сколько остатков глюкозы содержит полисахарид, если его молекулярная масса составляет 2·10⁶ Да

5. Из предложенных фрагментов сконструируйте молекулы L-галактозы, D-фруктозы, диоксиацетона, β-D-рибозы, α-D-глюкозы

6. Разделите молекулы на две группы: А – диастереомеры, В – энантиомеры:

7. Вспомните понятие «асимметрический углерод». В предложенных формулах найдите такой углерод и докажите его асимметричность:

8. Что представляет собой явление мутаротации? Найдите молекулы, способные мутаротировать. Объясните, почему они обладают такой способностью?

9. Какие из нижеследующих утверждений правильные?

а) При восстановлении альдозы и кетозы образуют многоатомные спирты;

б) В растворе обычно циклические формы моносахаридов преобладают над открытой цепной формой;

в) Оптической активностью обладают только D-изомеры моносахаридов;

г) Наиболее активными в химическом отношении будут спиртовые гидроксилы моносахаридов

10. Моносахариды представляют собой:

а) бесцветные жидкости;

б) вещества плохо растворимые в воде;

в) кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде;

г) неполярные соединения.

11. Установите соответствия между ключевыми словами и смысловыми предложениями:

Ключевые слова: А – Декстран

Б – Хитин

В – N-ацетилглюкозамин

Г – хондроитинсульфат

Д – Гепарин

Смысловые предложения:

а) Составная часть хряща, распадающаяся при гидролизе до глюкуроновой кислоты и N-ацетилгалактозаминосульфата

б) полисахарид, препятствующий свёртыванию крови

в) полисахарид, образованный димерами, состоящими из N-ацетил-β,D-глюкозамина, соединёнными β-1,4-гликозидными связями в линейный полисахарид

г) полисахарид, продуцируемый некоторыми бактериями

д) структурный элемент гиалуроновой кислоты и гепарина