Свойства полисахаридов. Основной полисахарид растений

Полисахариды — WiKi

Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов (гликаны). Молекулы полисахаридов представляют собой длинные линейные или разветвлённые цепочки моносахаридных остатков, соединённых гликозидной связью. При гидролизе образуют моносахариды или олигосахариды. У живых организмов выполняют резервные (крахмал, гликоген), структурные (целлюлоза, хитин) и другие функции.

Свойства полисахаридов значительно отличаются от свойств их мономеров и зависят не только от состава, но и от строения (в частности, разветвлённости) молекул. Они могут быть аморфными или даже нерастворимыми в воде.[1][2] Если полисахарид состоит из одинаковых моносахаридных остатков, он называется гомополисахаридом или гомогликаном, а если из разных — гетерополисахаридом или гетерогликаном.[3][4]

Природные сахариды чаще всего состоят из моносахаридов с формулой (Ch3O)n, где n ≥3 (например, глюкоза, фруктоза и глицеральдегид)[5]. Общая формула большинства полисахаридов — Cx(h3O)y, где x обычно лежит между 200 и 2500. Чаще всего мономерами являются шестиуглеродные моносахариды, и в таком случае формула полисахарида выглядит как (C6h20O5)n, где 40≤n≤3000.

Полисахаридами обычно называют полимеры, содержащие больше десяти моносахаридных остатков. Резкой границы между полисахаридами и олигосахаридами нет. Полисахариды являются важной подгруппой биополимеров. Их функция в живых организмах обычно либо структурная, либо резервная. Запасным веществом высших растений обычно служит крахмал, состоящий из амилозы и амилопектина (полимеров глюкозы). У животных есть похожий, но более плотный и разветвленный полимер глюкозы — гликоген, или «животный крахмал». Он может быть использован быстрее, что связано с активным метаболизмом животных.

Целлюлоза и хитин — это структурные полисахариды. Целлюлоза служит структурной основой клеточной стенки растений, это наиболее распространенное органическое вещество на Земле.[6] Она используется при производстве бумаги и тканей, и в качестве исходного сырья для производства вискозы, ацетилцеллюлозы, целлулоида и нитроцеллюлозы. Хитин имеет такую же структуру, но с азотсодержащим боковым ответвлением, увеличивающим его прочность. Он есть в экзоскелетах членистоногих и в клеточных стенках некоторых грибов. Он также используется во многих производствах, включая хирургические иглы. Полисахариды также включают каллозу, ламинарин, хризоламинарин, ксилан, арабиноксилан, маннан, фукоидан и галактоманнаны.

Функция

Свойства

Пищевые полисахариды — основные источники энергии. Многие микроорганизмы легко разлагают до глюкозы крахмал, но большинство микроорганизмов не могут переварить целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин и арабиноксиланы. Эти углеводы могут усваиваться некоторыми бактериями и протистами. Жвачные животные и термиты, к примеру, используют микроорганизмы для переваривания целлюлозы.

Даже при том, что эти сложные углеводы не очень легко усвояемы, они важны для питания. Их называют пищевыми волокнами, эти углеводы улучшают пищеварение среди прочей пользы. Основная функция пищевых волокон — это изменение природного содержимого желудочно-кишечного тракта, и изменение всасывания других нутриентов и химических веществ.[7][8] Растворимые волокна связываются с жёлчными кислотами в тонком кишечнике, растворяя их для лучшего усвоения; это в свою очередь понижает уровень холестерина в крови.[9] Растворимые волокна также замедляют всасывание сахара и уменьшают ответную реакцию на него после еды, нормализуют уровень содержания липидов в крови, и после ферментации в толстой кишке синтезируются в короткоцепочные жирные кислоты в качестве побочных продуктов с широким спектром физиологической активности (пояснение ниже). Хотя нерастворимые волокна и уменьшают риск диабета, механизм их действия до сих пор не изучен.[10]

Пищевые волокна считаются важными составляющими питания, и во многих развитых странах рекомендуется увеличивать их потребление.[7][8][11][12]

Резервные полисахариды

Крахмал

Крахмалы — это полимеры глюкозы, в которых остатки глюкопиранозы образуют альфа-соединения. Они сделаны из смеси амилозы (15–20 %) и амилопектина (80–85 %). Амилоза состоит из линейной цепочки нескольких сотен глюкозных молекул, а амилопектин — это разветвленная молекула, сделанная из нескольких тысяч глюкозных остатков (каждая цепочка из 24–30 глюкозных остатков — это одна единица амилопектина). Крахмалы нерастворимы в воде. Они могут перевариться при разрыве альфа-соединений (гликозидные соединения). И у животных, и людей есть амилазы, поэтому они могут переварить крахмал. Картофель, рис, мука и кукуруза — главные источники крахмала в человеческом питании. Растения запасают глюкозу в виде крахмалов.

Гликоген

Гликоген служит вторым по значению долговременным энергетическим запасом в клетках животных и грибов, который откладывается в виде энергии в жировой ткани. Гликоген в первую очередь образовывается в печени и мышцах, но также может вырабатываться гликогеногенезом в головном мозге и желудке.[13]

Гликоген — это аналог крахмала, глюкозный полимер в растениях, иногда его называют «животный крахмал»,[14] имеет схожую структуру с амилопектином, но больше разветвлен и компактен, чем крахмал. Гликоген — это полимер, связанный гликозидными связями α(1→4) (в точках разветвления — α(1→6)). Гликоген находится в форме гранул в цитозоли/цитоплазме многих клеток и играет важную роль в глюкозном цикле. Гликоген формирует запас энергии, которая быстро пускается в обращение при необходимости в глюкозе, но он менее плотный и быстрее доступен в качестве энергии, чем триглицериды (липиды).

В гепатоцитах вскоре после еды гликоген может составлять до 8 процентов массы (у взрослых — 100—120 г).[15] Только гликоген, запасенный в печени, может быть доступен для других органов. В мышцах гликоген составляет 1-2 % массы. Количество гликогена, отложенного в теле — в особенности в мышцах, печени и эритроцитах[16][17][18] — зависит от физической активности, основного обмена и пищевых привычек, таких как периодическое голодание. Небольшое количество гликогена находится в почках, и ещё меньше в клетках глии в головном мозге и лейкоцитах. В матке также запасается гликоген во время беременности, чтобы рос эмбрион.[15]

Гликоген состоит из разветвленной цепочки глюкозных остатков. Он находится в печени и мышцах.

• Это энергетический запас для животных.
• Это основная форма углевода, отложенного в теле животного.
• Он нерастворим в воде. Йодом окрашивается в красный цвет.
• Он превращается в глюкозу в процессе гидролиза.

• Схема гликогена в двумерном сечении. В сердцевине находится белок гликогенин, окруженный ответвлениями глюкозных остатков. Во всей глобулярной грануле может содержаться примерно 30 000 глюкозных остатков.[19]

Структурные полисахариды

Арабиноксиланы

Арабиноксиланы находятся и в главных, и во второстепенных стенках клеток растений, и они являются сополимерами двух пентозных сахаров: арабиноза и ксилоза.

Целлюлоза

Строительный материал растений формируется в первую очередь из целлюлозы. Дерево содержит, кроме целлюлозы, много лигнина, а бумага и хлопок — это почти чистая целлюлоза. Целлюлоза — это полимер, сделанный из повторяющихся глюкозных остатков, соединенных вместе бета-связями. У людей и многих животных нет энзимов разорвать бета-связи, поэтому они не переваривают целлюлозу. Определенные животные, такие как термиты, могут переварить целлюлозу, потому что в их пищеварительной системе присутствуют энзимы, способные переварить её. Целлюлоза нерастворима в воде. Не меняет цвет при смешивании с йодом. При гидролизе переходит в глюкозу. Это самый распространенный углевод в мире.

Хитин

Хитин — один из самых часто встречающихся натуральных полимеров. Он является строительным компонентом многих животных, к примеру экзоскелетов. Он разлагается микроорганизмами в течение долгого времени в окружающей среде. Его распад могут катализировать ферменты под названием хитиназы, которые секретируют такие микроорганизмы как бактерии и грибы, и производят некоторые растения. У некоторых из этих микроорганизмов есть рецепторы, которые расщепляют хитин до простого сахара. При нахождении хитина они начинают выделять ферменты, расщепляющие его до гликозидных связей, чтобы получить простые сахара и аммиак.

Химически хитин очень близок хитозану (более водорастворимое производное хитина). Он также очень похож на целлюлозу: это тоже длинная неразветвленная цепочка глюкозных остатков, но с добавочными группами. Оба материала придают организмам прочность.

Пектины

Пектины — это совокупность полисахаридов, которые состоят из а-1,4-связей между остатками D-галактопиранозилуроновой кислоты. Они есть во многих важнейших клеточных стенках и в недревесных частях растений.

Кислотные полисахариды

Бактериальные капсульные полисахариды

Патогенные бактерии обычно вырабатывают вязкий, слизистый слой полисахаридов. Эта «капсула» скрывает антигеновые белки на поверхности бактерии, которая иначе вызвала бы иммунный ответ и таким образом привела к разрушению бактерии. Капсульные полисахариды водорастворимые, зачастую кислотные, и у них есть молекулярная масса на уровне 100—2000 kDa. Они линейны и состоят из постоянно повторяющихся субъединиц от одного до шести моносахаридов. Существует огромное структурное многообразие; около двух сотен разных полисахаридов производится только одной кишечной палочкой. Смесь капсульных полисахаридов, либо конъюгируется, либо естественным путем используется как вакцина.

Бактерии и многие другие микробы, включая грибы и водоросли, часто секретируют полисахариды, чтобы прилипнуть к поверхностям для предотвращения пересыхания. Люди научились превращать некоторые такие полисахариды в полезные продукты, включая ксантановую камедь, декстран, гуаровая камедь, велановую камедь, дьютановую камедь и пуллулан.

Большинство из этих полисахаридов выделяют полезные вязкоупругие свойства, когда растворяются в воде на очень низком уровне.[20] Это позволяет использовать различные жидкости в ежедневной жизни, к примеру, в таких продуктах как лосьоны, очищающие средства и краски, вязкие в стабильном состоянии, но становятся намного более жидкие при малейшем движении и используются для размешивания или взбалтывания, чтобы наливать, вытирать или расчесывать. Это свойство называется псевдопластичностью; изучение таких материалов называется реология.

У водного раствора таких полисахаридов есть интересное свойство: если придать ему круговое движение, раствор сначала продолжает кружить по инерции, замедляя движение благодаря вязкости, а потом меняет направление, после чего останавливается. Этот разворот происходит благодаря упругости цепочек полисахаридов, которые после растяжения стремятся возвратиться в расслабленное состояние.

Мембранные полисахариды выполняют другие роли в бактериальной экологии и физиологии. Они служат барьером между клеточной стенкой и окружающим миром, посредником во взаимодействии хозяин-паразит, и образуют строительные компоненты биопленки. Эти полисахариды синтезируются из нуклеотидно-активированных предшественников (их называют нуклеотидные сахара) и, во многих случаях, все ферменты, необходимые для биосинтеза, собрания и транспортировки целого полимера закодированые генами, организованны в специальных группах с геномом организма. Липополисахарид — это один из самых важных мембранных полисахаридов, так как он играет ключевую структурную роль для сохранения целостности клетки, а также является важнейшим посредником во взаимодействии между хозяином и паразитом.

Недавно были найдены энзимы, которые образуют A-группу (гомополимерные) и B-группу (гетерополимерные) O-антигенов и определены их метаболические пути.[21] Экзополисахаридный альгинат — это линейный полисахарид, связанный β-1,4-остатками D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот, и ответственный за мукоидный фенотип последней стадии муковисцедоза. Локусы Pel и psl — две недавно обнаруженные генетические группы, которые также закодированы экзополисахаридами, и как выяснилось, являются очень важным составляющим биопленки. Рамнолипиды — это биологические поверхностно-активные вещества, производство которых строго регулируется на транскрипционном уровне, но роль, которую они играют во время болезни, пока не изучена. Протеиновое гликозилирование, в частности пилин и флагеллин, стали объектом исследования нескольких групп начиная где-то с 2007 г., и как оказалось, они очень важны для адгезии и инвазии во время бактериальной инфекции.[22]

Примечания

1. ↑ Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M. Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2nd edition, 2008. — ISBN 0-87969-770-9.
2. ↑ Varki A, Cummings R, Esko J, Jessica Freeze, Hart G, Marth J. Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999. — ISBN 0-87969-560-9.
3. ↑ IUPAC Gold Book internet edition: "homopolysaccharide (homoglycan)".
4. ↑ IUPAC Gold Book internet edition: "heteropolysaccharide (heteroglycan)".
5. ↑ Matthews, C. E.; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biochemistry. 3rd edition. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
6. ↑ N.A.Campbell (1996) Biology (4th edition). Benjamin Cummings NY. p.23 ISBN 0-8053-1957-3
7. ↑ 1 2 Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids (Macronutrients) (2005), Chapter 7: Dietary, Functional and Total fiber.  (недоступная ссылка — история). US Department of Agriculture, National Agricultural Library and National Academy of Sciences, Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Архивировано 27 октября 2011 года.
8. ↑ 1 2 Eastwood M, Kritchevsky D (2005). «Dietary fiber: how did we get where we are?». Annu Rev Nutr 25: 1–8. DOI:10.1146/annurev.nutr.25.121304.131658. PMID 16011456.
9. ↑ Anderson JW (2009). «Health benefits of dietary fiber». Nutr Rev 67 (4): 188–205. DOI:10.1111/j.1753-4887.2009.00189.x. PMID 19335713.
10. ↑ Weickert MO, Pfeiffer AF (2008). «Metabolic effects of dietary fiberand any other substance that consume and prevention of diabetes». J Nutr 138 (3): 439–42. PMID 18287346.
11. ↑ Dietary Benefits of Fucoidan from Sulfated Polysaccharides.
12. ↑ Jones PJ, Varady KA (2008). «Are functional foods redefining nutritional requirements?» (PDF). Appl Physiol Nutr Metab 33 (1): 118–23. DOI:10.1139/H07-134. PMID 18347661.
13. ↑ Anatomy and Physiology. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
14. ↑ Animal starch. Merriam Webster. Проверено 11 мая 2014.
15. ↑ 1 2 Campbell, Neil A. Biology: Exploring Life. — Boston, Massachusetts : Pearson Prentice Hall, 2006. — ISBN 0-13-250882-6.
16. ↑ Moses SW, Bashan N, Gutman A (December 1972). «Glycogen metabolism in the normal red blood cell». Blood 40 (6): 836–43. PMID 5083874.
17. ↑ http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/129/1/141.pdf
18. ↑ Miwa I, Suzuki S (November 2002). «An improved quantitative assay of glycogen in erythrocytes». Annals of Clinical Biochemistry 39 (Pt 6): 612–3. DOI:10.1258/000456302760413432. PMID 12564847.
19. ↑ Page 12 in: Exercise physiology: energy, nutrition, and human performance, By William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch, Edition: 6, illustrated, Published by Lippincott Williams & Wilkins, 2006, ISBN 0-7817-4990-5, ISBN 978-0-7817-4990-9, 1068 pages
20. ↑ Viscosity of Welan Gum vs. Concentration in Water. Архивированная копия  (недоступная ссылка — история). Проверено 2 октября 2009. Архивировано 18 июля 2011 года.
21. ↑ Guo H, Yi W, Song JK, Wang PG (2008). «Current understanding on biosynthesis of microbial polysaccharides». Curr Top Med Chem 8 (2): 141–51. DOI:10.2174/156802608783378873. PMID 18289083.
22. ↑ Cornelis P (editor). Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology. — 1st. — Caister Academic Press, 2008. — ISBN [1].

См. также

ru-wiki.org

Полисахариды

Полисахариды чаще всего неоднородны, состоят из смеси непрочных повторяющихся остатков. В зависимости от структуры у этих макромолкекул могут быть различные свойства в зависимости от их моносахаридных блочных молекул. Они могут быть аморфные или даже нерастворимы в воде. Когда в полисахариде находятся все моносахариды одного типа, полисахарид называется гомополисахаридом или гомокликаном, но когда присутствует больше одного типа моносахаридов, их называют гетерополисахаридами или гетерогликанами.

Натуральные сахариды в основном состоят из простых углеводов, называемых моносахаридами с общей формулой (Ch3O)n, где n – это три и более. Иные названия моносахаридов: глюкоза, фруктоза и глицеральдегид. У полисахаридов, тем не менее, есть общая формула Cx(h3O)y где x – это обычно число между 200 и 2500. Учитывая, что повторяющиеся остатки в полимерной цепочке зачастую шестиуглеродные моносахариды, общая формула может также представляться в таком виде (C6h20O5)n, где 40≤n≤3000.

Полисахариды состоят из более, чем десяти моносахаридных остатков. Определение углевода к какой-либо категории полисахаридов и олигосахаридов зависит от личного мнения. Полисахариды являются главным достоинством биополимеров. Их функция в живых организмах обычно либо структурная, либо резервная. Крахмал (полимер глюкозы) используется в качестве запасного вещества в растениях, в виде и амилозы и разветвленного амилопектина. У животных структурно похожий глюкозный полимер более плотный разветвленный гликоген, иногда называется «животным крахмалом». По своим свойствам гликоген ускоряет метаболизм, который необходим для жизненно необходимых процессов животных.

Целлюлоза и хитин – это структурные полисахариды. Целлюлоза служит структурной основой клеточной мембраны растений и других микроорганизмов, это самое наиболее распространенное органическое вещество на земле. Она очень чаще всего используется в значительной степени при производстве бумаги и текстильной индустрии, и в качестве исходного сырья для производства шелка (при создании вискозы), ацетилцеллюлозы, целлулоида и нитроцеллюлозы. У хитина такая же структура, но у него азото-содержащие боковое ответвление, увеличивающее его прочность. Он есть у членистоногих экзоскелетов и в клеточных стенках некоторых грибов. Он также используется во многих производствах, включая хирургические иглы. Полисахариды также входят в каллозу или ламинарин, хризоламинарин, ксилан, арабиноксилан, маннан, фукоидан и галактоманнаны.

Содержание

• 1 Функция
• 2 Резервные полисахариды
  • 2.1 Крахмал
  • 2.2 Гликоген
• 3 Структурные полисахариды
  • 3.1 Арабиноксиланы
  • 3.2 Целлюлоза
  • 3.3 Хитин
  • 3.4 Пектины
• 4 Кислотные полисахариды
• 5 Бактериальные капсульные полисахариды
• 6 Примечания
• 7 См. также

Функция

Структура

Пищевые полисахариды – основные источники энергии. Многие микроорганизмы легко могут разложить крахмал до глюкозы; однако, большинство микроорганизмов не могут переварить целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин и арабиноксиланы. Эти углеводы могут усваиваться некоторыми бактериями и проститами. Жвачные животные и термиты, к примеру, используют микроорганизмы для переваривания целлюлозы.

Даже при том, что эти сложные углеводы не очень легко усвояемы, они поставляют очень важные пищевые элементы для людей. Их называют пищевыми волокнами, эти углеводы улучшают пищеварение среди прочей пользы. Основная функция пищевых волокн – это изменение природного содержимого желудочно-кишечного тракта, и изменение всасывания других нутриентов и химических веществ. Растворимые волокна связываются с жёлчными кислотами в тонком кишечнике, растворяя их для лучшего усвоения; это в свою очередь понижает уровень холестерина в крови. Растворимые волокна также замедляют всасывание сахара и уменьшают ответную реакцию на него после еды, нормализуют уровень содержания липидов в крови, и после ферментации в толстой кишке синтезируются в короткоцепочные жирные кислоты в качестве побочных продуктов с широким спектром физиологической активности (пояснение ниже). Хотя нерастворимые волокна и уменьшают риск диабета, механизм их действия до сих пор не изучен.

Пищевые волокна все еще официально являются необходимым макроэлементом (с 2005 г.) и все также считаются важными составляющими для питания по мнению диетологов, и во многих развитых странах рекомендуется увеличивать их потребление.

Резервные полисахариды

Крахмал

Крахмалы – это полимеры глюкозы, в которых остатки глюкопиранозы образуют альфа-соединения. Они сделаны из смеси амилозы (15–20%) и амилопектина (80–85%). Амилоза состоит из линейной цепочки нескольких сотен глюкозных молекул, а амилопектин – это разветвленная молекула, сделанная из нескольких тысяч глюкозных остатков (каждая цепочка из 24–30 глюкозных остатков – это одна единица амилопектина). Крахмалы нерастворимы в воде. Они могут перевариться при разрыве альфа-соединений (гликозидные соединения). И у животных, и людей есть амилазы, поэтому они могут переварить крахмал. Картофель, рис, мука и кукуруза – главные источники крахмала в человеческом питании. Растения запасают крахмалы в виде глюкозы.

Гликоген

Гликоген служит вторым по значению долговременным энергетическим запасом в клетках животных и грибов, который откладывается в виде энергии в жировой ткани. Гликоген в первую очередь образовывается в печени и мышцах, но также может вырабатываться гликогеногенезом в головном мозге и желудке.

Гликоген – это аналог крахмала, глюкозный полимер в растениях, иногда его называют «животный крахмал», имеет схожую структуру с амилопектином, но больше разветвлен и компактен, чем крахмал. Гликоген – это полимер, связанный α(1→4) гликозидными связями, с α(1→6) в точках разветвления. Гликоген находится в форме гранул в цитозоли/цитоплазмы многих клеток, и играет важную роль глюкозном цикле. Гликоген формирует запас энергии, которая быстро пускается в обращение при необходимости в глюкозе, но он менее плотный и быстрее доступен в качестве энергии, чем триглицериды (липиды).

В печеночных гепатоцитах гликоген может образоваться до восьмидесяти процентов (100–120  у взрослых) чистого веса вскоре после еды. Только гликоген, запасенный в печени может быть доступен для других органов. В мышечной массе гликоген находится в небольшой концентрации от одного до двух процентов. Количество гликогена, отложенного в теле — в особенности в мышцах, печени и эритроцитах— меняется от физической активности, основного обмена и пищевых привычек, таких как периодическое голодание. Небольшое количество гликогена находится в почках, и еще меньше в клетках глии в головном мозге и лейкоцитах. В матке также запасается гликоген во время беременности, чтобы рос эмбрион.

Гликоген состоит из разветвленной цепочки глюкозных остатков. Он находится в печени и мышцах.

• Это энергетический запас для животных.
• Это основная форма углевода, отложенного в теле животного.
• Он нерастворим в воде. Становится красным при разбавлении с йодом.
• Он также превращается в глюкозу в процессе гидролиза.

• Схема гликогена в 2-м поперечном сечении. В сердцевине находится белок гликогенина, окруженного ответвлениями глюкозных остатков. Во всей глобулярной грануле может содержаться примерно 30,000 глюкозных остатков.

• Панорама строения атома одной ответвленной части глюкозного остатка в гликогеновой молекулы.

Структурные полисахариды

Арабиноксиланы

Арабиноксиланы находятся и в главных, и во второстепенных стенках клеток растений, и они являются сополимерами двух пентозных сахаров: арабиноза и ксилоза.

Целлюлоза

Строительный материал растений формируется в первую очередь из целлюлозы. Дерево – это основной источник целлюлозы, как и лигнин, в то время как бумага и хлопок почти чистая целлюлоза. Целлюлоза – это полимер, сделанный из повторяющихся глюкозных остатков, соединенных вместе бета-связями. У людей и многих животных не хватает энзимов разорвать бета-связи, поэтому они не перевариваривают целлюлозу. Определенные животные, такие как термиты, могут переварить целлюлозу, потому что в их пищеварительной системе присутствуют энзимы, способные переварить ее. Целлюлоза нерастворима в воде. Не меняет цвет при смешивании с йодом. При гидролизе переходит в глюкозу. Это самый распространенный углевод в мире.

Хитин

Хитин – один из самых встречающихся натуральных полимеров. Он является строительным компонентом многих животных, к примеру экзоскелетов. Он разлагается микроорганизмами в течении долгого времени в окружающей среде. Его распад могут катализировать ферменты под названием хитиназы, которые секретируют такие микроорганизмы как бактерии и грибы, и производят некоторые растения. У некоторых из этих микроорганизмов есть рецепторы, которые расщепляют хитин до простого сахара. При нахождении хитина, они начинают выделять ферменты, расщепляющие его до гликозидных связей, чтобы получить простые сахара и аммиак.

Химически, хитин очень близок хитозану (более водорастворимое производное хитина). Он также очень похож на целлюлозу в том, что это такая же длинная неразветвленная цепочка глюкозных остатков. Оба материала способствуют формированию структуры и силы, защищающие организмы.

Пектины

Пектины – это совокупность полисахаридов, которые состоят из а-1,4-связей между остатками D-галактопиранозилуроновой кислоты. Они есть во многих важнейших клеточных стенках и в недревесных частях растений.

Кислотные полисахариды

Кислотные полисахариды – это полисахариды карбоновых групп, фосфатных групп и/или групп серных сложных эфиров.

Бактериальные капсульные полисахариды

Патогенные бактерии обычно вырабатывают вязкий, слизистый слой полисахаридов. Эта «капсула» скрывает антигеновые белки на поверхности бактерии, которая иначе вызвала бы иммунный ответ и таким образом привела к разрушению бактерии. Капсульные полисахариды водорастворимые, зачастую кислотные, и у них есть молекулярная масса на уровне 100-2000 kDa. Они линейны и состоят из постоянно повторяющихся субъединиц от одного до шести моносахаридов. Существует огромное структурное многообразие; около двух сотен разных полисахаридов производится только одной кишечной палочкой. Смесь капсульных полисахаридов, либо конъюгируется, либо естественным путем используется как вакцина.

Бактерия и многие другие микробы, включая грибы и водоросли, часто секретируют полисахариды, чтобы прилипнуть к поверхностям для предотвращения пересыхания. Люди научились превращать некоторые такие полисахариды в полезные продукты, включая ксантановую камедь, декстран, гуаровая камедь, велановую камедь, дьютановую камедь и пуллулан.

Большинство из этих полисахаридов выделяют полезные вязкоупругие свойства, когда растворяются в воде на очень низком уровне. Это позволяет использовать различные жидкости в ежедневной жизни, к примеру, в таких продуктах как лосьоны, очищающие средства и краски, вязкие в стабильном состоянии, но становятся намного более жидкие при малейшем движении и используются для размешивания или взбалтывания, чтобы наливать, вытирать или расчесывать. Это свойство называется псевдопластичностью; изучение таких материалов называется реология.

У самого по себе водянистого раствора полисахаридов есть интересное свойство при сдвиге: после прекращения движения, раствор изначально продолжает кружить в водовороте по инерции, потом замедляет движение благодаря вязкости и полностью меняет направление прямо перед остановкой. Это движение назад происходит благодаря эластичному эффекту цепочек полисахаридов, которые прежде растянулись в растворе, возвращаются назад в расслабленное состояние.

Мембранные полисахариды выполняют другие роли в бактериальной экологии и физиологии. Они служат барьером между клеточной стенкой и окружающим миром, посредником во взаимодействии хозяин-паразит, и образуют строительные компоненты биопленки. Эти полисахариды синтезируются из нуклеотидно-активированных предшественников (их называют нуклеотидные сахара) и, во многих случаях, все ферменты, необходимые для биосинтеза, собрания и транспортировки целого полимера закодированые генами, организованны в специальных группах с геномом организма. Липополисахарид – это один из самых важных мембранных полисахаридов, так как он играет ключевую структурную роль для сохранения целостности клетки, а также является важнейшим посредником во взаимодействии между хозяином и паразитом.

Недавно были найдены энзимы, которые образуют A-группу (гомоплимерные) и B-группу (гетерополимерные) O-антигенов и определены их метаболические пути. Экзополисахаридный альгинат – это линейный полисахарид, связанный β-1,4-остатками D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот, и ответственный за мукоидный фенотип последней стадии муковисцедоза. Pel и psl локусы – две недавно обнаруженные генетические группы, которые также закодированы экзополисахаридами, и как выяснилось, являются очень важным составляющим биопленки. Рамнолипиды – это биологическое поверхностно-активное вещество, чье производство строго регулируется на транскрипционном уровне, но прецизионную роль, которую они играют во время болезни до нынешнего момента до сих пор не изучена. Протеиновое гликозилирование, в частности пилин и флагеллин, стали объектом исследования нескольких групп начиная где-то с 2007 г., и как оказалось, они очень важны для адгезии и инвазии во время бактериальной инфекции.

Примечания

1. ↑ Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M. Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2nd edition, 2008. — ISBN 0-87969-770-9.
2. ↑ Varki A, Cummings R, Esko J, Jessica Freeze, Hart G, Marth J. Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999. — ISBN 0-87969-560-9.
3. ↑ IUPAC Gold Book internet edition: "homopolysaccharide (homoglycan)".
4. ↑ IUPAC Gold Book internet edition: "heteropolysaccharide (heteroglycan)".
5. ↑ Matthews, C. E.; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biochemistry. 3rd edition. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
6. ↑ N.A.Campbell (1996) Biology (4th edition). Benjamin Cummings NY. p.23 ISBN 0-8053-1957-3
7. ↑ 1 2 Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids (Macronutrients) (2005), Chapter 7: Dietary, Functional and Total fiber.. US Department of Agriculture, National Agricultural Library and National Academy of Sciences, Institute of Medicine, Food and Nutrition Board.
8. ↑ 1 2 Eastwood M, Kritchevsky D (2005). «Dietary fiber: how did we get where we are?». Annu Rev Nutr 25: 1–8. DOI:10.1146/annurev.nutr.25.121304.131658. PMID 16011456.
9. ↑ Anderson JW (2009). «Health benefits of dietary fiber». Nutr Rev 67 (4): 188–205. DOI:10.1111/j.1753-4887.2009.00189.x. PMID 19335713.
10. ↑ Weickert MO, Pfeiffer AF (2008). «Metabolic effects of dietary fiberand any other substance that consume and prevention of diabetes». J Nutr 138 (3): 439–42. PMID 18287346.
11. ↑ Dietary Benefits of Fucoidan from Sulfated Polysaccharides.
12. ↑ Jones PJ, Varady KA (2008). «Are functional foods redefining nutritional requirements?» (PDF). Appl Physiol Nutr Metab 33 (1): 118–23. DOI:10.1139/H07-134. PMID 18347661.
13. ↑ Anatomy and Physiology. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
14. ↑ Animal starch. Merriam Webster. Проверено 11 мая 2014.
15. ↑ 1 2 Campbell Neil A. Biology: Exploring Life. — Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall, 2006. — ISBN 0-13-250882-6.
16. ↑ Moses SW, Bashan N, Gutman A (December 1972). «Glycogen metabolism in the normal red blood cell». Blood 40 (6): 836–43. PMID 5083874.
17. ↑ http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/129/1/141.pdf
18. ↑ Miwa I, Suzuki S (November 2002). «An improved quantitative assay of glycogen in erythrocytes». Annals of Clinical Biochemistry 39 (Pt 6): 612–3. DOI:10.1258/000456302760413432. PMID 12564847.
19. ↑ Page 12 in: Exercise physiology: energy, nutrition, and human performance, By William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch, Edition: 6, illustrated, Published by Lippincott Williams & Wilkins, 2006, ISBN 0-7817-4990-5, ISBN 978-0-7817-4990-9, 1068 pages
20. ↑ Viscosity of Welan Gum vs. Concentration in Water. http://www.xydatasource.com/xy-showdatasetpage.php?datasetcode=345115&dsid=80
21. ↑ Guo H, Yi W, Song JK, Wang PG (2008). «Current understanding on biosynthesis of microbial polysaccharides». Curr Top Med Chem 8 (2): 141–51. DOI:10.2174/156802608783378873. PMID 18289083.
22. ↑ Cornelis P (editor). Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology. — 1st. — Caister Academic Press, 2008. — ISBN 978-1-904455-19-6.

См. также

• Гликаны
• Олигосахариды

Полисахариды Информация о

Полисахариды Информация Видео

Полисахариды что, Полисахариды кто, Полисахариды объяснение

There are excerpts from wikipedia on this article and video

www.turkaramamotoru.com

Полисахарид - это... Что такое Полисахарид?

dic.academic.ru

Полисахариды Википедия

Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов (гликаны). Молекулы полисахаридов представляют собой длинные линейные или разветвлённые цепочки моносахаридных остатков, соединённых гликозидной связью. При гидролизе образуют моносахариды или олигосахариды. У живых организмов выполняют резервные (крахмал, гликоген), структурные (целлюлоза, хитин) и другие функции.

Свойства полисахаридов значительно отличаются от свойств их мономеров и зависят не только от состава, но и от строения (в частности, разветвлённости) молекул. Они могут быть аморфными или даже нерастворимыми в воде.[1][2] Если полисахарид состоит из одинаковых моносахаридных остатков, он называется гомополисахаридом или гомогликаном, а если из разных — гетерополисахаридом или гетерогликаном.[3][4]

Природные сахариды чаще всего состоят из моносахаридов с формулой (Ch3O)n, где n ≥3 (например, глюкоза, фруктоза и глицеральдегид)[5]. Общая формула большинства полисахаридов — Cx(h3O)y, где x обычно лежит между 200 и 2500. Чаще всего мономерами являются шестиуглеродные моносахариды, и в таком случае формула полисахарида выглядит как (C6h20O5)n, где 40≤n≤3000.

Полисахаридами обычно называют полимеры, содержащие больше десяти моносахаридных остатков. Резкой границы между полисахаридами и олигосахаридами нет. Полисахариды являются важной подгруппой биополимеров. Их функция в живых организмах обычно либо структурная, либо резервная. Запасным веществом высших растений обычно служит крахмал, состоящий из амилозы и амилопектина (полимеров глюкозы). У животных есть похожий, но более плотный и разветвленный полимер глюкозы — гликоген, или «животный крахмал». Он может быть использован быстрее, что связано с активным метаболизмом животных.

Целлюлоза и хитин — это структурные полисахариды. Целлюлоза служит структурной основой клеточной стенки растений, это наиболее распространенное органическое вещество на Земле.[6] Она используется при производстве бумаги и тканей, и в качестве исходного сырья для производства вискозы, ацетилцеллюлозы, целлулоида и нитроцеллюлозы. Хитин имеет такую же структуру, но с азотсодержащим боковым ответвлением, увеличивающим его прочность. Он есть в экзоскелетах членистоногих и в клеточных стенках некоторых грибов. Он также используется во многих производствах, включая хирургические иглы. Полисахариды также включают каллозу, ламинарин, хризоламинарин, ксилан, арабиноксилан, маннан, фукоидан и галактоманнаны.

Функция[ |

ru-wiki.ru

Полисахариды и их свойства — ProfMedik Медицинский Портал

Полисахариды построены из очень большого числа молекул моносахаридов с отдачей при конденсации последних воды. Такое усложнение молекул полисахаридов обусловливает их нерастворимость или только коллоидную растворимость. Они уже не обладают сладким вкусом, свойственным моно- и большинству дисахаридов, и не обладают до расщепления редуцирующими свойствами.

Полисахариды в различных формах чрезвычайно распространены в растительных и животных продуктах, так как являются в растениях и у животных резервными веществами и отчасти представляют собой основную составную часть опорных растительных тканей. Поэтому некоторые полисахариды входят в состав пищи в очень значительных количествах, являясь основным энергетическим материалом. При среднем составе рационов полисахариды входят в состав рационов в количестве 400—500 г, которые дают приблизительно около 2 000 калорий в сутки. Это делает понятным ту важную роль, которую играют полисахариды в питании.

Крахмал. Крахмал образуется в качестве запасного питательного вещества при ассимиляции углекислоты в зеленых листьях растений и откладывается в зернах, клубнях и корневищах. В зернах пшеницы он накапливается в количестве около 60—65% от всего зерна, в рисе даже в количестве около 75%, в сухом веществе картофеля тоже около 70—75%. В этих тканях крахмал откладывается в виде так называемых крахмальных зерен различной формы; при этом каждое растение имеет свою форму зерен, более или менее отличающуюся от формы зерен других растений. По виду этих крахмальных зерен в некоторых случаях можно определять растение, да которого получен исследуемый крахмал. Крахмальные зерна имеют слоистость, выраженную с различной интенсивностью, иногда расположенную эксцентрически. Слоистое строение зависит от разного содержания воды в отдельных участках зерен и от разной плотности этих зерен. Крахмал в зернах находится в кристаллическом состоянии в форме мельчайших игольчатых кристаллов, расположенных таким образом, что они расходятся от общего центра к периферии, образуя так называемые сферокристаллы, т. е. шаровидное скопление тонких кристаллов. Такое расположение кристаллов придает сферокристаллам капиллярные свойства, чем, повидимому, и обусловливается высокая гигроскопичность крахмала, способного в сухом виде впитывать очень значительные количества воды. Размеры крахмальных зерен разнообразны—от микрона до сотен микронов в диаметре. Они обладают большим удельным весом (около 1,5), что и используется при отмывании крахмала холодной водой из сырья при его получении.

При нагревании крахмала с водой его зерна разрушаются с образованием коллоидного раствора в форме клейкой массы, называемой клейстером. Температура, при которой суспензия крахмала превращается в клейстер, колеблется у различных крахмалов.

Крахмал представляет собой неоднородное вещество и состоит из двух компонентов, а именно: из амилозы (около 20—25%) и амилопектина (около 75—80%). Как крахмал, так и обе его составные части — амилоза и амилопектин — в холодной воде не растворяются, но в горячей воде амилоза растворяется, давая прозрачный коллоидный раствор, а амилопектин лишь набухает. Таким образом, клейстер представляет собой коллоидный жидкий раствор амилозы, в котором распределены набухшие частицы амилопектина, что и придает клейстеру вид густой клейкой массы.

Декстрины. Крахмал состоит из полимеризированных простейших молекул моносахаридов. Эта комплексная молекула способна упрощаться под влиянием кислот и специальных ферментов. Упрощение молекул крахмала происходит поэтапно, с образованием промежуточных продуктов. Сначала образуется растворимый крахмал, а затем несколько форм декстринов. Все декстрины хорошо растворимы в воде и под действием диастазы превращаются в мальтозу. Гидролиз декстринов кислотами дает глюкозу. Декстрины образуются из крахмала не только под влиянием действия ферментов и кислот, но и при нагревании крахмала в условиях высокой температуры (180—200°). Поэтому при воздействии на крахмалистые продукты высокой температуры получаются в некотором количестве декстрины, обычно в форме смеси. Эти декстрины образуют на хлебных изделиях своеобразную лакоподобную поверхность.

Гликоген. Гликоген играет в животном организме ту роль резервных веществ, которую в растениях играет крахмал. Он сосредоточен главным образом в печени. Содержание гликогена в печени достигает 38% общего его количества в организме, в мышцах — 44%, в костях — 9%; остальные 9% содержатся в других тканях тела (опыты на собаках Шендорфа). В заметных количествах он находится в различных тканях моллюсков и раков, в очень значительных количествах — в дрожжевых клетках; обнаружен в высших грибах, например, шампиньонах. Гликоген представляет собой порошок, не имеющий кристаллического строения; при растворении дает коллоидный раствор. Под влиянием кислот расщепляется до глюкозы, под влиянием ферментов расщепляется с образованием сначала декстринов, затем мальтозы.

Инулин. Инулин, подобно крахмалу, является резервным веществом некоторых растений, но из пищевых продуктов встречается лишь в корнях цикория, в клубнях топинамбура и в артишоках. Это белый гигроскопический мелкокристаллический порошок, при растворении в воде образующий коллоидный раствор. Усваивается человеком, хотя в организме пока не обнаружен фермент, расщепляющий инулин. Повидимому, в организме он расщепляется соляной кислотой.

Клетчатка. Клетчатка (целлюлоза) — кристаллическое вещество. Представляет собой соединение с той же формулой (С6Н10С6), как и другие сложные углеводы типа полисахаридов. Этот полисахарид составляет основную массу органических веществ на земном шаре, так как является составной частью древесных растений, а также присутствует во всем травянистом покрове земли. Клетчатка в значительных количествах поступает в пищевые рационы с растительными продуктами и играет большую роль в механизме пищеварения, способствуя перистальтике кишечника.

Весь железистый аппарат кишечника человека и высших животных не вырабатывает ферментов, расщепляющих клетчатку, но многие бактерии вырабатывают весьма активные ферменты, легко расщепляющие клетчатку вплоть до простейших соединений.

Микроорганизмы, расщепляющие клетчатку, весьма распространены в природе и встречаются в кишечнике человека и животных.

Фруктоза. Активно процессы расщепления клетчатки протекают в желудочно-кишечном тракте жвачных животных, где они начинаются уже в передних отделах желудка.

Клетчатка пищевых продуктов в кишечнике человека частично разлагается бактериями только в конце пищеварительного процесса, в нижней части тонких кишок и главным образом в слепой кишке. Под действием фермента целлюлазы, выделяемой бактериями, клетчатка расщепляется с образованием растворимых соединений, которые частично всасываются. Чем нежнее клетчатка, тем полнее она расщепляется. Поэтому нежная клетчатка муки легче превращается в растворимые соединения. В питании человека энергетическая ценность может не иметь серьезного значения.

Гемицеллюлозы. К этой группе полисахаридов относятся соединения, сходные с клетчаткой. Как и клетчатка, они являются главным образом в растениях опорными веществами.

Пектиновые вещества. Пектиновые вещества близки к углеводам и представляют собой три отдельных вещества, а именно: протопектин, пектин и пектиновую кислоту. Пектиновые вещества образуют межклеточную прослойку в растительных тканях, являясь цементирующим материалом между отдельными клетками; кроме того, они инкрустируют клеточные стенки растений, тем самым утолщая их. Таким образом, пектиновые вещества являются как бы спутниками клетчатки, но присутствуют только в ткани плодов, корней, листьев и стеблей.

В незрелых плодах содержится протопектин, нерастворимый в воде и как межклеточное цементирующее вещество обусловливающий плотность незрелых плодов. При созревании плодов протопектин переходит в пектин.

Пектин — вещество высокого молекулярного веса. При растворении образует желеобразную коллоидную массу. В его состав входят моле кулы метилового спирта, образуя эфироподобное соединение с пектиновой кислотой, входящей в состав пектина. Образование растворимого пектина из протопектина вызывает размягчение межклеточного вещества и обусловливает мягкость плодов, свойственную зрелым фруктам.

Протопектин, находящийся в межклеточном веществе, может быть превращен в пектин действием фермента протопектиназы, а также путем длительного кипячения. При отщеплении под действием фермента пектиназы от пектина метоксильной группы (ОСН3) образуется метиловый спирт и пектиновая кислота. Этим и объясняется присутствие в перезрелых и испорченных плодах и ягодах метилового спирта, который присутствует также иногда в некотором количестве в плодовых и виноградных винах.

Фермент пектиназа гидролизирует пектин (и, возможно, пектиновую кислоту) до простейших его компонентов — сахара и тетрагалактуроновой кислоты. Эти ферменты находятся в ряде грибков и бактерий и обусловливают изменения, наблюдающиеся при порче плодов.

Хорошими источниками получения пектина, применяемого в пищевой промышленности для желирования продуктов, являются яблоки, лимоны, апельсины, свекла и морковь.

Пищеварительный тракт не продуцирует ферментов, расщепляющих пектин. Но пектин, как показали опыты, все же способен несколько усваиваться, очевидно, в результате расщепления ферментами кишечной микрофлоры с образованием Сахаров. Однако, ввиду малого содержания в рационах пектина, энергетической ценности он не представляет.

Грибная клетчатка. Грибы содержат особое вещество, по своему составу близкое с хитином, образующим наружный жесткий покров ракообразных и насекомых. Это вещество (грибная клетчатка) является высшим полисахаридом и, как хитин, содержит азот (до 6%). Хитин входит в состав защитной и опорной ткани крабов, омаров, раков.

Агар-агар. Является полисахаридом еще не совсем выясненного строения. Углеводы агар-агара близки к пектину.

Агар-агар дает прочный студень, а поэтому широко применяется в пищевой промышленности и при изготовлении плотных питательных сред для бактериологических целей.

profmedik.ru

Свойства полисахаридов

Эти вещества составляют основную массу органической материи в биосфере Земли. В живой природе они выполняют важные биологические функции, выступая в качестве:

 ● структурных компонентов клеток и тканей, ● энергетического резерва, ● защитных веществ.

Полисахариды являются продуктом реакции поликонденсации моносахаридов.

Основные представители полисахаридов – крахмал и целлюлоза – построены из остатков одного моносахарида – глюкозы. Основным источником полисахаридов является крахмал. Крахмал - основной резервный полисахарид растений. Образуется в клеточных органеллах зеленых листьев в результате процесса фотосинтеза. Крахмал является основной частью важнейших продуктов питания. Конечные продукты ферментативного расщепления - глюкозо-один-фосфат - представляет собой важнейшие субстраты как энергетического обмена, так и синтетических процессов. Химическая формула крахмала - (C6h20O5)n. Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу, но совершенно различные свойства. Это объясняется особенностями их пространственного строения. Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы. Переваривание крахмала в пищеварительном тракте осуществляется при помощи амилазы слюны, дисахааридаз и глюкоамилаз щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки. Глюкоза, являющаяся конечным продуктом распада пищевого крахмала, всасывается в тонкой кишке.

Калорийность крахмала - 4,2 ккал/г.

Целлюлоза. Химическая формула целлюлозы (C6h20O5)n, такая же как и у крахмала. Цепи целлюлозы построены в основном из элементарных звеньев ангидро-D-глюкозы.

Целлюлоза, содержащаяся в пище, является одним из основных балластных веществ, или пищевых волокон, играющих чрезвычайно важную роль в нормальном питании и пищеварении. Эти волокна не перевариваются в желудочно-кишечном тракте, но способствуют его нормальному функционированию. Они адсорбируют на себе некоторые токсины, препятствуют их всасыванию в кишечник.

Химические свойства

Из химических свойств полисахаридов наибольшее значение имеют реакции гидролиза и образование производных за счёт реакций макромолекул по спиртовым ОН-группам.

Гидролиз полисахаридов происходит в разбавленных растворах минеральных кислот (или под действием ферментов). При этом в макромолекулах разрываются связи, соединяющие моносахаридные звенья - гликозидные связи (аналогично гидролизу дисахаридов). Реакция гидролиза полисахаридов является обратной процессу их образования из моносахаридов.Полный гидролиз полисахаридов приводит к образованию моносахаридов (целюллоза, крахмал и гликоген гидролизуются до глюкозы):

Образование производных (главным образом, сложных и простых эфиров) полисахаридов происходит в результате реакций по спиртовым ОН-группам, содержащимся в каждом структурном звене (3 группы ОН на одно моносахаридное звено): [C6H7O2(OH)3]n.

Такая химическая модификация полимеров не сопровождаеся существенным изменением степени полимеризации макромолекул.

Применение полисахаридов

В медицине используются обволакивающие свойства крахмала, камедей и слизей. Растительные камеди применяются как промышленный клей, стабилизаторы и эмульгаторы для производства искусственного волокна.

Слизи часто образуются в водорослях, растениях семейств мальвовых, подорожниковых, астровых, льновых. Ослизняются клетки эпидермы (семена льна), паренхимных тканей (корень алтея), коры и древесины (фруктовые деревья), где и накапливаются слизь и камедь. Слизи образуются в результате перерождения живых клеток и тканей, то есть естественного биологического процесса. Максимальное накопление слизи в подземных частях растений приходится на фазу осеннего увядания, в семенах - на период их созревания. Способствуют образованию слизи тепло, влага, световая энергия. Сначала в "лаборатории хлорофилла" с помощью светового луча, воды и углекислого газа синтезируются различные простые углеводы, которые впоследствии превращаются в слизи и камеди. Слизи как полисахариды служат для растений резервуаром воды, защитным биоколлоидом.

Полисахариды служат для растений резервуаром воды, защитным биоколлоидом. Камедь образуется как ответная реакция на раздражение ткани и покрывает поврежденные участки при ожогах, трещинах, проколах, надрезах древесины.

biofile.ru

Виды полисахаридов

В природе большинство углеводов представляют собой полимеры с высокой молекулярной массой.

Полисахариды – биополимеры, молекулы которых состоят из остатков моносахаридов, связанных гликозидными связями.

Классификация полисахаридов

Классификацию полисахаридов проводят:

1) по функциям, которые полисахариды выполняют в организме: различают структурные и резервные полисахариды;

2) по составу мономерных звеньев: различают гомополисахариды и гетерополисахариды.

Гомополисахариды характеризуются наличием в составе молекулы толькоодного видамоносахарида в качестве мономерного звена, хотятипы связей гликозидной связи между звеньями при этом могут бытьразличными.

Гетерополисахариды характеризуются наличиемдвух или более типов мономерных звеньев.

3) В отличие от других классов биополимеров полисахариды могут существовать как в виде линейных, так и разветвлённых структур.

4) Молекулярные массы полисахаридов лежат в пределах от нескольких тыс. до нескольких млн. дальтон и могут быть определены лишь приблизительно.

Структурные полисахариды

Целлюлоза – наиболее распространённый в природе растительный структурный полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и исполняет роль опорного материала растений.

Древесина содержит 50-70% целлюлозы, хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу.

Структурной единицей целлюлозы является β-D-глюкоза, звенья которой связаны β(1→4)-гликозидными связями:

Рис. 6.11. Остаток β-D-глюкозы - мономерного элемента структурной формулы целлюлозы

Целлюлоза состоит из нитевидных молекул, которые водородными связями гидроксильных групп внутри цепи, а также между соседними цепями собраны в пучки.

Именно такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу идеальным материалом для построения клеточных стенок.

В организме позвоночных нет фермента, способного гидролизовать β (1→4)-гликозидные связи. Следовательно, D-глюкозные остатки целлюлозы не могут служить пищей для большинства высших организмов.

Резервные полисахариды

Основным резервным полисахаридом в клетках растений является крахмал. Крахмал образуется в растениях при фотосинтезе и откладывается в виде "резервного" углевода в корнях, клубнях и семенах.

Например, зерна риса, пшеницы, ржи и других злаков содержат 60-80% крахмала, клубни картофеля – 15-20%.

Родственную роль в животном мире выполняет полисахарид гликоген, "запасающийся", в основном, в печени.

Крахмал – это белый порошок, состоящий из мелких зерен, не растворимый в холодной воде. При обработке крахмала теплой водой удается выделить две фракции:

- фракцию, растворимую в теплой воде и состоящую из полисахарида амилозы;

- фракцию, лишь набухающую в теплой воде с образованием клейстера и состоящую из полисахарида амилопектина.

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из α-D - глюкозных звеньев:

- амилозы (10-20%)

- амилопектина (80-90%).

Структура молекулы амилозы представляет собой линейную цепь, состоящую из остатков α-D -глюкозы, связанных α (1→4)-гликозидными связями:

Рис. 6.12. Мономерный элемент структурной формулы амилозы

Молекулярная масса a - D - амилозы колеблется от нескольких тысяч до полумиллиона.

Рис. 6.13 Фрагмент структуры амилозы

Молекула амилопектина построена аналогичным образом, однако имеет в цепи разветвления, что обусловливает возникновение пространственной структуры.

В точках разветвления остатки моносахаридов связаны α (1→6)-гликозидными связями.

Рис. 6.14. Структурный элемент молекулы амилопектина в точке ветвления

Между точками разветвления располагаются обычно 20-25 глюкозных остатков.

Рис. 6.15. Фрагмент структуры крахмала

Крахмал является ценным пищевым продуктом. Для облегчения его усвоения продукты, содержащие крахмал, подвергают термообработке, т.е. картофель и крупы варят, хлеб пекут.

biofile.ru

Смотрите также

• 
  Фото ежа растение
• 
  Растение кислица обыкновенная
• 
  Ковалева лечение растениями
• 
  Ковалева лечение растениями
• 
  Кислица обыкновенная растение
• 
  Трихопол для растений
• 
  Гидропонное выращивание растений
• 
  Яблоня двудольное растение
• 
  Сурепка фото растение
• 
  Сурепка растение фото
• 
  Список растений запрещенных