ПОЛИСАХАРИДЫ

ПОЛИСАХАРИДЫ, высокомолекулярные соединения из класса углеводов‘, состоят из остатков моносахаридов (М), связанных гликозидными связями. Мол. массы П. лежат в пределах от неск. тыс. (ламинарии, инулин) до неск. млн. (гиалуроновая к-та, гликоген) и могут быть определены лишь ориентировочно, т. к. индивидуальные П. обычно являются смесями компонентов, различающихся степенью полимеризации. Химич. классификация П. основана на строении составляющих их М - гексоз (глюкоза, галактоза, манноза), пентоз (арабиноза, ксилоза), а также аминосахаров (глю-козамин, галактозамин), дезоксисахаров (рамноза, фукоза), уроновых кислот и др. К гидроксильным (-ОН) и аминогруппам (-NH₂) моносахаридов в молекулах природных П. могут быть присоединены остатки кислот (уксусной, пиро-виноградной, молочной, фосфорной, серной) или спиртов (обычно метилового). Гомополисахариды построены из остатков только одного М (напр., глю-каны, фруктаны), гетерополисахариды - из остатков двух и более различных М (напр., арабиногалактаны, глюку роноксиланы). Многие распространённые П. или группы П. носят давно укоренившиеся назв.: целлюлоза, крахмал, хитин, пектиновые вещества и др. (иногда назв. П. связано с источником его выделения: нигеран - из гриба Aspergillus niger, одонталан - из водоросли Odontalia corymbifera).

П., в отличие от др. классов биополимеров, могут существовать как в виде линейных (а), так и разветвлённых (б, в) структур (см. рис.).

К линейным П. относятся целлюлоза, амилоза, мукополисахариды‘, маннаны дрожжей и камеди растений построены по типу б, а гликоген, амилопектин и галактан из виноградной улитки Helix pomatia - по типу в. Тип структуры П. определяет в значит, степени их физико-химич. свойства, в частности растворимость в воде. Такие линейные регулярные (т. е. содержащие лишь один тип межмоносахаридной связи) П., как целлюлоза и хитин, нерастворимы в воде, т. к. энергия межмолекулярного взаимодействия выше энергии гидратации. Высокоразветвлённые, не обладающие упорядоченной структурой П. хорошо растворимы в воде. Химич. реакции, известные в ряду М, - ацилирование, алкили-рование, окисление гидроксильных и восстановление карбоксильных, а также введение новых групп и др., осуществимы и в случае П., хотя степень протекания реакций, как правило, ниже. Химич. модифицированные П. зачастую обладают новыми, ценными для практики свойствами, отсутствовавшими у исходного соединения.

Большинство П. устойчиво к щелочам; при действии кислот происходит их деполимеризация - гидролиз. В зависимости от условий кислотного гидролиза получают или свободные М или олигосахариды. Молекулы гетерополисахаридов, содержащих разные по кислотоустойчивости типы гликозидных связей, удаётся расщеплять избирательно. Для этой цели используют и специфич. ферменты. Установление строения низкомолекулярных продуктов расщепления облегчает задачу установления строения самого П. Она сводится к определению структуры т. н. повторяющихся звеньев, из к-рых, как полагают (это доказано на ряде примеров), построены все П. Исследование вторичной структуры П. проводится с помощью физико-химич. методов, в частности рентгеноструктурного анализа, к-рый с успехом был применён, напр., при исследовании целлюлозы.

Весьма разнообразны биологич. функции П. Крахмал и гликоген - резервные П. растений и животных; целлюлоза растений и хитин насекомых и грибов -опорные П.; гиалуроновая кислота, присутствующая в оболочке яйцеклетки, синовиальной жидкости, стекловидном теле глаза,- высокоэффективный -"смазочный материал"; камеди и слизи растений и капсулярные П. микроорганизмов выполняют защитную функцию; высоко-сульфатированный П. гепарин - ингибитор свёртывания крови. Фрагменты П. в смешанных углеводсодержащих биополимерах (гликопротеидах, липополи-сахаридах), присутствующих в поверхностном слое клетки, обусловливают спе-цифич. иммунные реакции организма. Внеклеточные П. и др. углеводсодержащие биополимеры обеспечивают межклеточное взаимодействие, скрепление клеток растений (пектиновые вещества) и животных (гиалин).

Биосинтез П. протекает гл. обр. с участием нуклеозиддифосфатсахаров, служащих донорами моносахаридных (реже - дисахаридных) остатков, к-рые переносятся на соответств. олигосахаридные фрагменты строящегося П. Биосинтез гетерополисахаридов происходит путём последоват. включения М из соответств. нуклеозиддифосфатсахаров в полисаха-ридную цепь. Известен и др. механизм, реализующийся при построении П. бактериальных антигенов‘, вначале с участием липидных и нуклеотидных переносчиков Сахаров синтезируются специфич., т. н. повторяющиеся звенья, из к-рых под действием фермента полимеразы происходит синтез П. Разветвлённые П. типа гликогена и амилопектина образуются путём внутримолекулярной ферментативной перестройки линейного П. Разрабатываются подходы к направленному химич. синтезу П.

В живых организмах П., служащие осн. резервами энергии, расщепляются внутри- и внеклеточными ферментами с образованием М и их производных, распадающихся далее с высвобождением энергии. Накопление и распад гликогена в печени человека и высших животных -способ регулирования уровня глюкозы в крови. Мономерные продукты образуются или непосредственно путём последовательного отщепления от молекулы П., или в результате ступенчатого распада П. с промежуточным образованием олигосахаридов. Мн. П. (крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества и др.) применяют в пищ., химич. и др. отраслях пром-сти, в медицине. См. также статьи Углеводы, Углеводный обмен.

Лит.: Стейси М., Баркер С., Углеводы живых тканей, пер. с англ., М., 1965; Химия углеводов, М., 1967.

Л. В. Бакиновский.

Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ПОЛИСАХАРИДЫ

Смотреть что такое ПОЛИСАХАРИДЫ в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: