10.7. Полисахариды
Полисахариды– высокомолекулярныепродуктыполиконденсации моносахаридов или их производных. Мономеры в них связаны между собой гликозидными связями.
В состав полисахаридов входят различные моносахариды: D- глюкоза, D-галактоза, D-манноза, D-глюкуроновая кислота и др.
10.7.1. Гомополисахариды
Большую группу полисахаридов составляют гомополисахариды, построенные из одного и того же моносахаридного звена. Наиболее распространеныизнихглюканы,содержащие толькоостаткиглюкозы. Самоераспространённоеорганическоевеществоназемле – целлюлоза, котораяпостроенаизостатков β-D-глюкопираноз,связанныхβ-1,4-гли- козидной связью (Рис.10.13).
Рис. 10.13 Структура целлюлозы
Крахмал образуется в клетках растений из глюкозы, выполняет функцию запасного углевода в растениях и представляет собой смесь полисахаридов амилозы иамилопектина, мономером которых является α-глюкоза.
189
(а)
(б)
Рис. 10.14 Первичная (а) и вторичная (б) структура амилозы, спираль.
Амилозаявляетсялинейнымполисахаридом,состоящимизостатков D – глюкозы(300-600),связанныхα-(1-4)-гликозиднымисвязями.Струк- турной единицей амилозы является дисахарид мальтоза (Рис.10.14). Амилопектин отличается от амилозы большей молекулярной массой и наличием разветвлений α-(1-6) в цепи (Рис.10.15а).
Рис. 10.15.а. Характер связей в амилопектине и гликогене
190
амилопектин
амилоза
крахмал
гликоген
целлюлоза
Рис. 10.15.б. Схемы строения гомополисахаридов
Резервом углеводов в организме служит полисахарид гликоген, который является разветвлённым полисахаридом и, в основном, накапливается в мышцах и печени. Он намного разветвленнее амилопектина и имеет очень большую молярную массу (Рис.10.15 б).
Хитин, основной компонент экзоскелета (кутикулы) членистоногих и ряда беспозвоночных, клеточной стенки грибов и бактерий, обеспечивающий их прочность и жесткость. Природный полимер хитина, поли-N-ацетил-D-глюкозо-2-амин, линейный полисахарид, образован остатками N-ацетилглюкозамина, связанными между собой β-(1→4)-гликозидными связями:
191
Благодаря своим свойствам, хитин выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая прочность ракообразных, грибов и бактерий.
10.7.2. Гетерополисахариды
В животных организмах важную роль играют гетерополисахариды, которые чаще всего состоят из повторяющихся дисахаридных блоков, в составе которых в основном встречаются производные моносахаридов.
Рассмотрим в качестве примера строение гиалуроновой кислоты, которая является полисахаридом соединительной ткани. Гиалуроновая кислота является органическим веществом, которое вырабатывается практически во всех клетках жидкостей и тканей нашего организма. Большое количество гиалуроновой кислоты содержится в тканях суставных хрящейглазного яблока, головного мозга, сердечных клапанов а также в пуповине, слюне, синовиальной жидкости, обеспечивающей ее вязкость, и, конечно, кожи. Именно на кожу приходится больше половины всего гиалуроната, находящегося в теле человека.
Рис.10.16 Фрагмент гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота регулирует водный баланс всех тканей организма, обеспечивает упругость и нормальное функционирование
192
тканей за счет удерживания молекул воды и их связывания в межклеточном пространстве.
Гепарин, протеогликан соединительной ткани, высокомолекулярное соединение, состоящее из белка (5-10%) и гликозаминогликанов (90-95%), обладает антикоагулянтным и гиполипидемическим действием. Углеводный компонент гепарина состоит из повторяющихся дисахаридных единиц, в состав которых входят остатки D-глюкозамина и уроновых кислот:
Хондроитин сульфат – гликозаминогликан, естественный компонент межклеточного вещества эластичного (гиалинового) хряща, состоит из длинных неразветвленных полисахаридных цепей с повторяющимися остатками N–ацетилгалактозамина и глюкуроновой кислоты:
193