ПОЛИСАХАРИДЫ

К полисахаридам относятся следующие физиологически важные углеводы.

Крахмал. Моносахаридные остатки соединены в крахмале a-глюкозидными связями. Соединение такой структуры, образованное только остатками глюкозы, является гомополимером, его называют глюкозаном или глюканом. Это наиболее важный

(см. скан)

Рис. 14.13. Структура ряда важных дисахаридов, а- и -форма различаются конфигурацией при аномерном атоме углерода (отмечен звездочкой). Если в гликозидной связи участвует аномсрный углерод второго сахарного остатка, этот остаток называют гликозидом (фуранозидом или пиранозидом).

Таблица 14.3. Дисахариды

Рис. 14.14. Структура крахмала. А — амилоза с характерной для нее спиральной структурой; Б — амилопектин, образующий в точках ветвления связи типа

Рис. 14.15. Молекула гликогена. увеличенное изображение структуры в окрестности точки ветвления. Б—структура молекулы. Цифрами обозначены участки, образующиеся на эквивалентных стадиях роста макромолекулы. R — первый остаток глюкозы. Обычно ветвление носит более разнообразный характер, чем это показано на рисунке; отношение числа связей типа к числу связей типа колеблется от 12 до 18

вид пищевых углеводов; он содержится в злаках, картофеле, бобовых и в других растениях. Двумя главными компонентами крахмала являются амилоза (15-20%), имеющая неразветвленную спиральную структуру (рис. 14.14), и амилопектин (80-85%), образованный разветвленными цепями, каждая ветвь состоит из 24—30 остатков глюкозы, соединенных -связями [в точках ветвления остатки соединены -связями].

Гликоген (рис. 14.15) — полисахарид, в виде которого углеводы запасаются в организме животного. Его часто называют животным крахмалом. Гликоген характеризуется более разветвленной структурой, чем амилопектин, линейные отрезки цепи включают остатков a-D-глюкопиранозы [соединенных -гликозидными связями], в точках ветвления остатки соединены -гликозид-ными связями.

Инулин — полисахарид, содержащийся в клубнях и корнях георгинов, артишоков и одуванчиков. При его гидролизе образуется фруктоза, следовательно он представляет собой фруктозан. Этот полисахарид в отличие от картофельного крахмала легко растворяется в теплой воде; его используют в физиологических исследованиях для определения скорости клубочковой фильтрации в почках.

Декстринами называют вещества, образующиеся при гидролизе крахмала. Название «остаточные декстрины» получили продукты, образующиеся на определенной стадии гидролиза.

Целлюлоза — главный компонент структурной основы растений. Она нерастворима в обычных растворителях и состоит из звеньев, соединенных и образующих длинные вытянутые цепи, стабилизированные поперечными водородными связями. Многие млекопитающие, в том числе человек, не способны переваривать целлюлозу, так как их пищеварительная система не содержит гидролаз, расщепляющих Р-связи. Поэтому целлюлозу можно рассматривать как значительный неиспользуемый пищевой резерв. В кишечнике жвачных и других травоядных животных имеются микроорганизмы, способные к ферментативному расщеплению -связей, и для этих животных целлюлоза является важным источником пищевых калорий.

Хитин—важный структурный полисахарид беспозвоночных. Из него, в частности, построен наружный скелет ракообразных и насекомых. Структуру хитина составляют Ы-ацетил-О-глюкозаминовые звенья, соединенные В связями (рис. 14.16).

Гликозаминогликаны (мукополисахариды) состоят из цепей сложных углеводов, содержащих аминосахара и уроновые кислоты. Если эти цепи присоединены к белковой молекуле, соответствующее соединение называют протеогликаном.

Рис. 14.16. Структура некоторых сложных полисахаридов

Гликозаминогликаны как основное скрепляющее вещество связаны со структурными компонентами, входящими в состав костей, а также с эластином и коллагеном. Их функция состоит в удержании большой массы воды и в заполнении межклеточного пространства. Они служат смягчающим и смазочным материалом для разного рода тканевых структур; выполнению

этих функций способствует большое число —ОН-групп и отрицательных зарядов на их молекулах, что приводит к взаимному отталкиванию углеводных цепей, препятствующему их слипанию. Примерами служат гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат и гепарин (рис. 14.16), которые будут подробнее рассматриваться в гл. 54.

Гликопротеины (мукопротеины) содержатся в разного рода жидкостях и тканях, а также в клеточных мембранах (см. гл. 42 и 54). Они представляют собой сложные белки, содержащие углеводный компонент (количество его варьирует), который может состоять из коротких или длинных (до 15 звеньев), разветвленных или неразветвленных цепей. В состав этих цепей, которые обычно называют олигосаха-ридными цепями, входят

Сиаловые кислоты

N-Ацилпроизводные нейраминовой кислоты, например -ацетилнейраминовая кислота (NeuAc; рис. 14.18), преобладающая среди сиаловых кислот.

Глюкоза в полностью сформированных (зрелых) гликопротеинах не обнаруживается (за исключением коллагена). Кроме того, гликопротеины, в отличие от гликозаминогликанов и протеогликанов, не содержат уроновых кислот.

Сиаловые кислоты являются N- или О-апилпроизводными нейраминовой кислоты (рис. 14.18). Нейрамииовая кислота представляет собой девятиуглеродный сахар, образованный из маннозамина (эпимера глюкозамина) и пирувата. Сиаловые кислоты входят в состав гликопротеинов и ганглиозидов.

Рис. 14.17. -Фукоза

Рис. 14.18. Структура -ацетилнейраминовой кислоты, одной из сиаловых кислот