Полисахариды Строение свойства роль в процессах жизнедеятельности

Полисахариды. Строение, свойства, роль в процессах жизнедеятельности

ПОЛИСАХАРИДЫ – сложные углеводы (полигликозиды), способные подвергаться кислотному гидролизу с образованием моносахаридов или их производных Тип связи: О-гликозидная Функции: Структурная Энергетическая Информационная

Классификация полисахаридов олигосахариды по числу мономерных остатков: Ди. Три. Тетрасахариды и т. д. высшие полисахариды гомогликаны гетерогликаны

Дисахариды восстанавливающие характерна С 12 Н 22 О 11 невосстанавливающие цикло-оксотаутомерия нехарактерна характерны кач. реакции на альдегидную нехарактерны группу характерна нехарактерна характерны мутаротация образование гликозидов невозможно

НОМЕНКЛАТУРА ДИСАХАРИДОВ Используются: • тривиальные названия • cистематические (IUPAC) Для восстанавливающих: гликозил-гликоза Для невосстанавливающих: гликозил-гликозид Возможны сокращенные названия

мальтоза α(1→ 4) -HOH гликозидная связь

Конформационное строение мальтозы

Таутомерия раскрытие цикла О-α-D-глюкопиранозилα-D-Glcp(1 -4)-О- β-D(1 -4)-β-D-Glcp глюкопираноза . . О-α-D-глюкопиранозил(1 -4)-О- β -Dглюкопираноза

Гидролиз Метанолиз метил-Dглюкозиды

Окисление Br 2/H 2 O мальтоновая кислота

Использование эфиров дисахаридов для идентификации

Лактоза Состоит из остатков глюкозы и галактозы Lactobacillus bifidus

α-D-глюкопираноза -НОН тип связи β(1→ 4) β-Dгалактопираноза

Lactobacillus bifidus

производное нейраминовой кислоты

лактулоза -НОН β(1→ 4)гликозидная связь

Не гидролизуется ферментами ЖКТ человека, а используется микроорганизмами (бифидобактериями) кишечника

Целлобиоза β(1→ 4)-гликозидная связь

CАХАРОЗА – невосстанавливающий дисахарид Состоит из остатков глюкозы и фруктозы

β-Dфруктофураноза -НОН α, β(1→ 2) α-Dглюкопираноза

Сахароза +66, 5° гидролиз D-глюкоза +52, 5 ° D-фруктоза -92° ИНВЕРТНЫЙ САХАР Мед – природный инвертный сахар

ВЫСШИЕ ПОЛИСАХАРИДЫ • Запасные (резервные) • Структурные

Особенности полисахаридов большое количество гидроксильных групп, полярность водородные связи с молекулами воды хорошая растворимость в воде между отдельными полисахаридными цепями механическая прочность, нерастворимость в воде

Строение: • разветвленное • неразветвленное свободный полуацетальный гидроксил восстанавливающий конец

Химические свойства определяются наличием гидроксильной группы Общими для всех полисахаридов являются: • Гидролиз +) • Ацетолиз ( (СH 3 CO)2 O, H

ЦЕЛЛЮЛОЗА – структурный полисахарид растительного происхождения Мономер – β-D-глюкопираноза Тип связи – β (1 -4) Неразветвленный полисахарид

ЦЕЛЛЮЛОЗА Механическая прочность Инертность Волокнистость Нерастворимость в воде

Использование целлюлозы 1. Гидролиз глюкоза этанол 2. Образование простых эфиров

3. Образование карбоксиметилцеллюлозы образует вязкие растворы

Диэтиламиноэтилцеллюлоза

4. Образование ацетатов

4. Образование нитратов Коллоксилин – продукт частичного замещения (1, 8 -2, 1) Пироксилин – степень замещения 2, 8

КЛЕТЧАТКА КАК КОМПОНЕНТ ПИЩИ стимулирует перистальтику кишечника является субстратом для микроорганизмов ЖКТ способствует адсорбции токсических веществ в кишечнике и их выведению создает чувство насыщения

Крахмал - резервный полисахарид растений

ФРАКЦИИ КРАХМАЛА Амилоза 10 -20% Амилопектин 80 -90%

Амилоза Состоит из α-D-глюкопиранозы тип связи α(1→ 4)

Вторичная структура амилозы Комплексообразующая способность амилозы используется для обнаружения и крахмала, и иода Иодкрахмальная проба

Амилопектин Состоит из α-D-глюкопиранозы тип связи α(1→ 4), в точках ветвления α(1→ 6)

Амилопектин α(1→ 6)-гликозидная связь α(1→ 4)-гликозидная связь

Гидролиз крахмала Кислотный или ферментативный - стадийно крахмал растворимый крахмал декстрины мальтоза глюкоза

Крахмал: • используется организмом человека как источник глюкозы • в пищевой промышленности – как загуститель • является сырьем для получения этанола и др. соединений • В фармации – вспомогательное средство а производстве ряда лекарственных форм

ГЛИКОГЕН – резервный полисахарид животного происхождения Состоит из α-D-глюкопиранозы тип связи α(1→ 4), в точках ветвления α(1→ 6)

ДЕКСТРАН – полисахарид бактериального происхождения Состоит из α-D-глюкопиранозы тип связи α(1→ 6), в точках ветвления α(1→ 4), α(1→ 3)

α(1→ 6) α(1→ 4)

Mr 300. 000 -400. 000

• используется для изготовления сефадексов Частично гидролизованный (Mr 60. 000 -90. 000) – для Современные плазмозамещающие растворы – на изготовления плазмозамещающих растворов основе гидроксиэтилкрахмала

Гетерополисахариды пектиновые вещества uинулин uальгиновые кислоты uагар uуглеводная часть гликопротеинов u

Пектиновые вещества Смесь полисахаридов: • пектовая кислота • пектиновая кислота пектовая кислота L-рамноза α(1→ 4) D-галактуроновая кислота

пектиновая кислота присутствуют также арабиноза, галактоза и др.

Пектиновые вещества: • используются в пищевой промышленности для приготовления джемов, желе • в фармации – как вспомогательное средство для создания детских лекарственных форм

Инулин Мономер – β-D-фруктофураноза Тип связи – β(2 -1) 1 2 1 2 1 β(2 -1)

Альгиновые кислоты Ш Сырьем для получения альгиновой кислоты служат бурые и синезеленые морские водоросли

Альгиновая кислота β(1 -4) D-маннуроновая кислота α(1 -4) L-гулуроновая кислота • Используется в ортопедической стоматологии

Полисахаридная часть протеогликанов соединительной ткани u аминосахара uуроновые кислоты «-» заряд макромолекул гидратация способность препятствовать сжатию

уменьшение гидратации

Гиалуроновая кислота Глюкуроновая кислота β(1→ 3) Производное глюкозы β(1→ 4)

Хондроитин-4 -сульфат Глюкуроновая кислота Производное галактозы β(1→ 3) β(1→ 4)

Протеогликаны

Полисахариды клеточной стенки бактерий Оболочка грамположительных бактерий

Оболочка грамотрицательных бактерий

Пептидогликан муреин и его сетчатая структура

Мурамин N-ацетилглюкозамин N-ацетилмурамовая кислота

Тейхоевые кислоты

Липополисахарид клеточной стенки грамотрицательных бактерий

Аминогликозидные антибиотики стрептидин L-стрептоза 2 -дезокси-2 метиламино-α-Lглюкопираноза

Аминогликозидные антибиотики амикацин