ПОЛИСАХАРИДЫ
высокомолекулярные
П., в отличие от др. классов биополимеров,
К линейным П. относятся целлюлоза, амилоза,
Большинство П. устойчиво к щелочам; при
Весьма разнообразны биологич. функции П.
Биосинтез П. протекает гл. обр. с участием
В живых организмах П., служащие осн. резервами
Лит.: Стейси М., Баркер С., Углеводы
Л. В. Бакиновский.
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 (-NH
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).
могут
существовать как в виде линейных (а), так и разветвлённых (б, в)
структур (см. рис.).
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.
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.
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).
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.
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.
живых тканей, пер. с англ., М., 1965; Химия углеводов, М., 1967.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я