Хитин – важный структурный полисахарид беспозвоночных. Из него, в частности, построен наружный скелет ракообразных и насекомых. Структуру хитина составляют N N-ацетил-О-глюкозаминовые звенья, соединенные ? (1—4) -гликозидными связями.
Гликозаминогликаны (мукополисахариды) У позвоночных входят в состав межклеточного вещества в составе протеогликанов (соединения из углеводов и белков где углевод составляет 90%).
Рисунок 29. Формулы структурных полисахаридов позвоночных. А-гиалуроновая кислота, Б-гепарин, В-хондроэтин-4-сульфат
Гиалуроновая кислота образует очень вязкие, гелеобразные растворы, входит в состав рыхлой и плотной соединительных тканей, а также в состав хряща. состоящий из многократно чередующихся остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-О- глюкозамина, соединенных ? (1—3) гликозидной связью. Это линейный редуцирующий гетерополисахарид.
Рисунок 30. Структура протеогликанов
Хондроитин, основной полисахарид протеогликанов хряща, это линейный, редуцирующий гетерополисахарид, содержащий чередующиеся остатки D-глюкуроновой кислоты и сульфатированного N-ацетил-D-галактозамина, соединенные ? (1—3) гликозидной связью. В зависимости от сульфатирования, есть 4- или 6-хондроитинсульфат. Также в состав межклеточного вещества соединительной ткани входят кератансульфат и другие полисахариды (Рисунок 30). Существует еще множество полисахаридов, входящих в состав протеогликанов, образующих аморфное вещество соединительных тканей. В зависимости от типа соединительной ткани преобладает тот или иной тип полисахарида в протеогликанах. Все они слабо растворимы, но существует исключение – полисахарид плазмы крови, синтезируемый клетками, выстилающими сосуды. Этот полисахарид – гепарин.
Гепарин – это короткий линейный, редуцирующий гетерополисахарид, растворенный в плазме крови. В состав гепарина входят повторяющиеся единицы из остатков шести сахаров, каждая из которых представляет собой последовательность чередующихся остатков сульфопроизводных N-ацетил – D-глюкозамина и D-идуроната. Гепарин препятствует свертыванию крови, то есть является антикоагулянтом. Его секретируют клетки выстилающие капилляры – эндотелиоциты. Выделенный из легочной ткани гепарин используется в медицине для предотвращения свертывания донорской крови, а также для предупреждения свертывания крови в сосудах при различных патологических состояниях, например, после приступов стенокардии.
Структурные полисахариды, входящие в состав межклеточного вещества, образуют протеогликаны – белково-углеводные комплексы, где белок составляет около 10%. Типичный протеогликан хрящевой ткани содержит около 150 полисахаридных цепей с молекулярной массой 20000 каждая; они (в виде боковых цепей) ковалентно присоединены к «сердцевинным» полипептидам. Такие протеогликаны представляют собой сильно гидратированные структуры, 20000 каждая; они (в виде боковых цепей) ковалентно присоединены к «сердцевинным» полипептидам. Такие протеогликаны представляют собой сильно гидратированные структуры.
Гликопротеиды – это молекулы белка, к которым присоединены короткие полисахаридные молекулы. В отличие от протеогликанов, в гликопротеидах белок составляет 95% молекулы. Кроме того, углеводный компонент короче – несколько десятков мономерных звеньев, очень разнообразен, можно сказать, что каждый белок имеет свой уникальный как по составу, и по форме полисахарид. Полисахариды присоединяются к секретируемым белкам клетки, а также к мембранным белкам, углеводная часть протеидов мембраны обращена во внешнюю среду клетки, формирует гликокаликс.
В данном случае полисахарид выполняет сигнальную функцию, по таким разветвленным гетерополисахаридам клетки распознают друг друга. В частности группы крови А В определяются по полисахаридам располагающимся на поверхности эритроцитов. Здесь можно говорить не только о многообразии полисахаридного компонента каждого белка, но и о вариабельности этой молекулы для одного белка внутри популяции.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Полисахариды
Полисахариды – полимеры, построенные из моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями. Полисахариды могут иметь линейное или разветвленное строение. Полисахариды, состоящие их одинаковых моносахаридных остатков, называют гомополисахаридами, из остатков разных моносахаридов – гетерополисахаридами.
К гомополисахаридам относят:
Крахмал – полисахарид растительного происхождения. Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов – амилозы (10-20%) и амилопектина (80-90%) Крахмал набухает и растворяется в воде, образуя вязкие растворы (гели). Химические свойства крахмала аналогичны свойствам моно- и дисахаридов. Крахмал гидролизуется под действием кислот (но не щелочей) и фермента амилазы. Конечным продуктом гидролиза крахмала является D-глюкоза.
крахмал декстрины мальтоза D-глюкоза n>m
За счет спиралеобразной конформации амилоза способна образовывать соединения включения с молекулярным иодом. Комплексы крахмала с иодом имеют интенсивную синюю окраску. Реакция используется как качественная на иод и крахмал.
Амилоза – линейный гомополисахарид, состоящий из остатков D-глюкопиранозы, связанных ά-1,4-гликозидными связями. Структурным элементом амилозы является дисахарид мальтоза.
Читайте также: Жилеты из шерстяной ткани
Амилопектин – разветвленный гомополисахарид, построенный из остатков D-глюкопиранозы, которые связаны в основной цепи ά-1,4-гликозидными, а в местах разветвлений — ά-1,6-гликозидными связями. Разветвления расположены через каждые 20-25 моносахаридных остатков.
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 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. Аналогично гликогену в животных организмах, в растениях такую же роль резервного полисахарида выполняет амилопектин имеющий менее разветвленное строение, это связано с тем, что в растениях значительно медленнее протекают метаболические процессы и не требуется быстрый приток энергии, как это иногда бывает необходимо животному организму (стрессовые ситуации, физическое или умственное напряжение).
Целлюлоза– самый распространенный растительный полисахарид. Выполняет функцию опорного материала растений. Структурным элементом целлюлозы является целлобиоза.
Древесина содержит 50—70% целлюлозы; хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу. Целлюлоза является важным сырьем для ряда отраслей промышленности (целлюлозно-бумажной, текстильной и т. п.). Целлюлоза построена и остатков D—глюкопиранозы, звенья которой связаны бета-(1-4)-гликозидными связями. Макромолекулярная цепь не имеет разветвлений, в ней содержится 2500—12 000 глюкозных остатков, что соответствует молекулярной массе от 400 000 до 1—2 млн. Бета-конфигурация аномерного атома углерода приводит к тому, что макромолекула целлюлозы имеет строго линейное строение. Этому способствует образование водородных связей внутри цепи, а также между соседними целями. Такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу прекрасным материалом для построения клеточных стенок растений. Целлюлоза не расщепляется обычными ферментами желудочно-кишечного тракта, но она является необходимым для нормального питания балластным веществом. Большое практическое значение имеют эфирные производные целлюлозы: ацетаты (искусственный шелк), ксантогенаты (вискозное волокно, целлофан), нитраты (взрывчатые вещества, коллоксилин) и др.
Декстраны – полисахариды бактериального происхождения, построенные из остатков ά-D-глюкопиранозы. Молекулы декстранов сильно разветвлены. Декстраны используют 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 гидролиза или ультразвука и получают клинические декстраны, например препарат полиглюкин. Декстраны обладают антигенными свойствами. Можно отметить, что декстраны, синтезируемые обитающими на поверхности зубов бактериями, являются компонентами налета на зубах.
Хитин– основной полисахарид роговых оболочек насекомых и ракообразных, встречается в грибах. Хитин — неразветвленный полисахарид, построенный их остатков N-ацетил-D-глюкозамина, связанных β-1,4-гликозидными связями.
Пектиновые вещества содержатся в ягодах, фруктах и овощах, способствуют желеобразованию Основной компонент пектиновых веществ – пектовая кислота – линейный полисахарид, построенный их остатков D-галактуроновой кислоты, связанных ά-1,4-гликозидными связями.
Инулин. Этот полисахарид обычно накапливается в клубнях, а также содержится в водорослях. Гомополисахарид инулин состоит из остатков D-фруктопиранозы, связанных β-(2-1)-связями.
Гетерополисахариды имеют в основном животное или бактериальное происхождение. Важное значение имеют гетерополисахариды, входящие в состав соединительной ткани. Полисахариды соединительной ткани находятся в виде углевод-белковых комплексов — протеогликанов. Наиболее важные из них: хондроитинсульфаты (кожа, хрящи, сухожилия), гиалуроновая кислота (хрящи, стекловидное тело глаза, суставная жидкость), гепарин (печень, кровеносные сосуды). Для этих полисахаридов характерны общие черты в строении. Они имеют неразветвленную структуру и содержат гликуроновые кислоты и ацетилированные аминосахара. Например, гиалуроновая кислота состоит из дисахаридных фрагментов, включающих D-глюкуроновую кислоту и N-ацетил-D-глюкозамин, которые связан внутри биозного фрагмента β-1,3-гликозидной связью, между биозными фрагментами — β-1,4-гликозидной связью.
Читайте также: Лучшие ткани в минске
Как свидетельствует само их название, хондроитинсульфаты являются эфирами серной кислоты (сульфатами). Сульфатная группа образует эфирную связь с гидроксильной группой N-ацетил-D-галактозамина, находящейся либо в 4-м, либо в 6-м положении. Соответственно различают хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат.
Гепарин. В гепарине в состав повторяющихся дисахаридных единиц входят остатки D-глюкозамина и двух уроновых кислот — D-глюкуроновой и L-идуроновой. В количественном отношении преобладает L-идуроновая кислота. Внутри дисахаридного фрагмента осуществляется ά-(1-4)-гликозидная связь, а между дисахаридными фрагментами — ά-(1-4)-связь, если фрагмент оканчивается L-идуроновой кислотой, и β-(1-4)-связь, если D-глюкуроновой кислотой. Аминогруппа у большинства глюкозаминных остатков сульфатирована, а у некоторых из них — ацетатирована. Кроме того, сульфатные группы содержатся у ряда L-идуроновых кислот при С-2, а также глюкозаминных остатков при С-6. Остатки D-глюкуроновой кислоты не сульфатированы.
Гепарин и гепаритинсульфат, подобно хондроитинсульфату, соединяются с белком через тетрасахаридный фрагмент, концевым звеном которого является D-ксилоза. Гепарин препятствует свертыванию крови, т. е. проявляет антикоагулянтные свойства.
+химия полимеров реферат. Полисахариды соединительной ткани. Роль мукополисахаридов и мурамин
| Название | Полисахариды соединительной ткани. Роль мукополисахаридов и мурамин |
| Дата | 26.06.2018 |
| Размер | 61.15 Kb. |
| Формат файла |  |
| Имя файла | +химия полимеров реферат.docx |
| Тип | Документы #47925 |
Полисахариды соединительной ткани. Роль мукополисахаридов и мурамин
- Полисахариды соединительной ткани
- Мукополисахариды
- Роль мукополисахаридов
- Роль мурамина
- Список литературы
- ПОЛИСАХАРИДЫ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ.
Соединительная ткань распределена по всему организму и обусловливает прочность и упругость органов, эластичность их соединения, стойкость к проникновению инфекций. Полисахариды соединительной ткани связаны с белками.
Наиболее полно изучены хондроитинсульфаты (кожа, хрящи, сухожилия), гиалуроновая кислота(стекловидное тело глаза, пуповина, хрящи, суставная жидкость), гепарин (печень). Эти Полисахариды обладают общими чертами в строении: их неразветвленные цепи построены из дисахаридных остатков, в состав которых входят уроновые кислоты (D-глюкуроновая, D-галактуроновая, L-идуроновая) и N-ацетилгексозамины (N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин). Некоторые из них содержат остатки серной кислоты.
Гиалуроновая кислота построена из дисахаридных остатков, соединенных b(1®4)-гликозидными связями. Дисахаридный фрагмент состоит из остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-О-глюкозамина, связанных b(1®3)-гликозидной связью. Гиалуроновая кислота имеет большую молекулярную массу – 2-7 млн., растворы обладают высокой вязкостью, с чем связывают её барьерную функцию, обеспечивающую непроницаемость соединительной ткани для патогенных микроорганизмов.
Xондроитинсульфаты состоят из дисахаридных остатков N-ацетилированного хондрозина, соединенных b(1®4)-гликозидными связями. В состав хондрозина входят D-глюкуроновая кислота и D-галактозамин, связанные между собою b(1®3)-гликозидной связью.
Сульфатная группа образует эфирную связь с гидроксильной группой N-ацетил-О-галактозамина, находящейся либо в 4-м, либо в 6-м положении, Молекулярная масса хондроитинсульфатов составляет 10 000 — 60 000.
Хондроитинсульфаты и гиалуроновая кислота содержатся не в свободном, а в связанном виде с полипептидными
Это сложные соединения, молекулы которых состоят из белкового компонента и ковалентно присоединенных к нему углеводных цепей, содержащих большое число повторяющихся дисахаридных звеньев из гексуроновых кислот и аминосахаров. Входят в состав межклеточного вещества большинства видов соединительной ткани позвоночных, содержатся в коже, костях, синовиальной жидкости, хрящах, суставах, капсулах, стекловидном теле и роговице глаза, соединительнотканных волокнах сосудов и сердца. Вместе с волокнами коллагена и эластина мукополисахариды образуют матрикс, или «основное вещество», в котором находятся фибробласты, являющиеся основными клетками соединительной ткани, синтезирующими Мукополисахариды.
Термин «мукополисахариды» был предложен в 30-х гг. 20 в. Майером (К. Meyer) и в последующие несколько десятилетий широко использовался в научной литературе. При этом полагали, что М. не содержат белков, а их небольшие количества, обнаруживаемые в препаратах М. из различных источников, считали примесями. Однако по мере совершенствования методов препаративного выделения М. стало ясно, что практически во всех М. имеются белковые компоненты, к которым ковалентно присоединено значительное число линейных гетерополисахаридных цепей, получивших впоследствии название гликозаминогликанов.
Мукополисахариды, поведение которых определяется главным образом белковым компонентом молекулы, было предложено называть мукопротеидами.
В зависимости от структуры углеводных цепей Мукополисахаридов подразделяют на семь основных типов. Шесть из них — гиалуроновая кислота, хондроитин-4-сульфат, хондроитин-6-сульфат, дерматансульфат, гепарин и гепарансульфат — являются структурно сходными и содержат в своих полисахаридных цепях чередующиеся дисахаридные звенья, состоящие из остатков сульфатированных аминосахаров и гексуроновых кислот — D-глюкуроновой или L-идуроновой. В седьмом типе Мукополи. углеводная часть представлена кератансульфатом или кератосульфатом, в дисахаридных звеньях которого вместо гексуроновых к-т находится D-галактоза. В дополнение к перечисленным семи основным типам гликозаминогликанов, входящих в состав молекулы М., выделены несколько новых типов хондроитин-сульфатов (D, Е), дерматансульфа-та (Н), хондроитина, отличающихся различной степенью сульфатированности гексуроновых к-т и гексозаминов.
Кроме основных моносахаридных компонентов, в составе гликозаминогликанов М. в качестве минорных сахаров встречаются L-фукоза, сиаловые кислоты, D-манноза и D-ксилоза. Первые три сахара входят в боковые ветви гликозаминогликанов, а ксилоза участвует в образовании углеводпептидной связи большинства М.
М. хорошо растворяются в воде и водно-солевых растворах и не растворяются в спирте, ацетоне, эфире и некоторых других органических растворителях. Полианионные свойства М. определяются присутствием в полисахаридных цепях не только карбоксильных (СООН-) групп гексуроновых к-т, но и сульфатными группировками. Биосинтез углеводной части М. осуществляется серией высокоспецифических гликозилтрансфераз и сульфотрансфераз. В распаде М. участвуют гидролитические ферменты лизосом: гликозидазы, сульфатазы, пептидгидролазы.
Препаративное выделение М. из свежих или обезвоженных и обезжиренных ацетоном тканей проводят с помощью их экстрагирования солевыми растворами. Для удаления белкового компонента полученные препараты М. обрабатывают протеолитическими ферментами, гидролизующими углеводпептидные связи. Белки удаляют денатурацией или дальнейшим ферментативным перевариванием, а смесь образовавшихся гликозаминогликанов разделяют фракционным осаждением цетавлоном или с помощью ионообменной хроматографии.
Методы количественного определения изолированных М. основаны гл. обр. на специфических цветных реакциях, которые дают их углеводные компоненты при взаимодействии с сильными кислотами при нагревании: гексуроновые кислоты определяются с помощью карбазола и орцина, нейтральные сахара — антроновым методом.
Биологическая роль мукополисахаридов не ограничивается только тем, что они являются «опорными», «склеивающими» и «смазывающими» материалами. Эти соединения играют важную роль в процессах роста и регенерации тканей, оплодотворения и размножения, проницаемости клеточных мембран и во многих других процессах, обеспечивающих нормальное функционирование многих систем организма. Один из представителей этого класса углеводсодержащих соединений — гепарин, обладает противосвертывающей активностью; он находится в межклеточном веществе многих органов — печени, легких, сердца, артериальных сосудов. Мукополисахариды покрывают поверхность почти всех животных клеток, участвуя в ионном обмене, иммунных реакциях, дифференцировке тканей. Некоторые специализированные клетки, например, гранулоциты или тромбоциты, содержат Мукополисахариды в специальных органеллах своей цитоплазмы. Наследственные нарушения обмена М., в частности недостаточность гидролитических ферментов, участвующих в распаде этих соединений, приводят к накоплению М. в лизосомах клеток и развитию тяжелых лизосомных болезней накопления — мукополисахаридозов. Изменение нормального обмена М. происходит не только при мукополисахаридозах, но и при различных формах ревматизма, артритах, гиповитаминозах. При некоторых физиологических, и патологических, состояниях концентрация М. в крови может изменяться в сторону уменьшения или увеличения. При беременности, пролиферации или дистрофии тканей, различных инфекциях, облучении рентгеновскими лучами концентрация М. в плазме крови резко увеличивается. При некоторых заболеваниях почек п поражениях паренхимы печени концентрация М. в крови снижается.
Имеются данные, что при некоторых стрессовых ситуациях, особенно сопровождающихся повышением кровяного давления, в гладких мышечных клетках крупных сосудов в значительной степени возрастает образование сульфатированных М.— гепарансульфата, дерматансульфата и хондроитинсульфата. Накапливающиеся на стенках аорты и других сосудов сульфатированные М., как предполагают, связывают липопротеиды низкой плотности плазмы крови, что способствует образованию атеросклеротических бляшек.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом