резервні полісахариди

Більшість резервних полісахаридів організмів є гомополісахаріди, в яких переважають a (1 → 4) -глікозидними зв'язку. Ці речовини виконують роль джерел вуглецю та енергії для клітин в періоди голодування, тому їх структура відповідає основній вимозі -Доступні для гідролітичних ферментів, що розщеплюють їх. Молекули переважаючих в живому світі резервних полісахаридів - крохмалю і глікогену - являють собою пухкі, розгалужені структури, доступні для ферментативного розщеплення у великій кількості ділянок.

Крохмаль. Цей резервний гомополісахарід переважає в клітинах рослин, мікроводоростей, а також є у деяких бактерій. Крохмаль складається з двох компонентів: a-амілози і амілопектину. a-Амилоза є полімер D-глюкози, залишки якої з'єднані за допомогою a (1 → 4) -глікозидними зв'язків. При цьому в молекулі з'являється велика свобода обертання навколо зв'язків 1 С-О і О 4 С, і ланцюжок утворює стабільну спіраль з шістьма залишками глюкози на один виток. Молекули йоду за своїми розмірами дуже точно підходять до центральної порожнини цієї спіралі і утворюють комплекс, що обумовлює придбання темносинего забарвлення розчинами a-амілози при Іодная-крохмальної тесті.

Амілопектин складається з ланцюгів poly (D-глюкози) з a (1 → 4) -глікозидними зв'язками; від цих ланцюгів відходять бічні гілки, приєднані до основного ланцюга a (1 → 6) -глікозидними зв'язками. Гілки є короткі ланцюжки a (1 → 4) -глюкозіда і заважають основному ланцюзі утворювати спіраль. Амілопектин має структуру «куща» і разом з a-амилоза утворює складну мережу. Молекули амілопектину містять сотні тисяч залишків глюкози - це одні з найбільших природних молекул.

Глікоген. Цей гомополісахарід переважає в клітинах тварин, грибів і деяких бактерій. Його структура сильно нагадує структуру амілопектину, але у глікогену бічні гілки, приєднані до основного ланцюга зв'язками a (1 → 6)-типу, розташовані значно частіше, ніж у амілопектину (рис. 5.2). У глікогену відсутня спіральна структура. Тому в цілому молекули глікогену ще більш розгалужені і «відкриті» дії ферментів.

Крім охарактеризованих вище внутрішньоклітинних резервних полісахаридів, деякі організми (в першу чергу, бактерії і дріжджі) утворюють позаклітинні запасні речовини, які формують капсули і слизу. У більшості випадків ці структури складаються з полісахаридів. Як приклад можна привести капсульні полісахариди - декстрани. утворені молочнокислими бактеріями Leuconostoc mesenteroides і деякими видами стрептококів. Декстрани є поліглюкани, в яких переважають a (1 → 6) -глікозидними зв'язку. Ланцюги декстранов можуть бути лінійними або розгалуженими щодо положень 4 або 3 (штаммоспеціфічний ознака).

резервні полісахариди

Декстрани синтезуються бактеріями в умовах високого вмісту джерел вуглецю (в першу чергу, сахарози), а в період голодування можуть розщеплюватися позаклітинними ферментами до глюкози, яка надходить в клітини і використовується в якості джерела вуглецю і енергії. Показано, що капсульні полісахариди можуть захищати клітини від перепадів рН, дії токсичних чинників, від короткочасного висушування. Деякі капсульні полісахариди (не володіють антигенними властивостями) захищають патогенні мікроорганізми від фагоцитозу, підвищуючи їх вірулентність по відношенню до тварин і людині, - явище, яке дало змогу Гриффіту відкрити трансформацію генетичних ознак у пневмококів (глава 1).

Капсульні полісахариди знаходять застосування в господарській діяльності людини. Зокрема, декстрани використовуються для отримання сефадексе - молекулярних сит. Їх отримують в ході освіти «зшивок» між лінійними ланцюгами декстранов із застосуванням особливих агентів. Ступінь «зшивання» визначає розмір пір і відповідно розмір фракціоніруемих молекул. Крім цього, декстрани широко використовуються в якості замінників плазми крові, в медицині для створення гідрофільного шару на обпалених поверхнях (для поглинання рідких ексудатів). Серед інших капсульних полісахаридів, що знаходять застосування в медичній, харчовій (в складі пудингів, кремів, морозива), фармацевтичної промисловості, набули поширення Ксантан, альгінат, пуллулан.

Схожі статті