Гомополисахариды – состав, структура (связи), представители, значение

Для гомополисахаридов используют общее названиегликаны.Но в зависимости от природы моносахаридов, из образующих, различают: глюканы, маннаны, галактаны и т.д. Общая молекулярная формула этих соединений (C₆H₁₀O₅)_n /

Гомополисахариды растительного происхождения – это крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества; животного – гликоген, хитин; бактериального - декстраны.

Целлюлоза[С1] или клетчатка – это наиболее распространенный гомополисахарид. Она является гомополисахаридом, т.к. она состоит из остатков только β-глюкапиранозы, связанных β-1,4-гликозидными связями.

Целлюлоза имеет неразветвленное строение, в её цепи содержится до 12 тысяч гликозидных звеньев. Является структурным материалом для построения клеточных стенок растений.

Крахмал – это ассоциат двух гомополисахаридов: амилозы (10-20%) и амилопектина (80-90%), построенных из α-Д-глюкопиранозы. Образуется крахмал в процессе фотосинтеза и запасается (т.е. является резервным гомополисахаридом) в клубнях, корнях и семенах растений. Является важным источником питания.

Амилоза – состоит из остатков α-Д-глюкопиранозы, связанных α-1,4- гликозидными связями.

Амилопектин – в отличии от амилозы имеет разветвленное строение. Его макромолекула содержит от 6 тыс. до 9 млн Д-глюкозных остатков. В основной цепи α-Д-глюкопиранозные остатки связаны α-1,4- гликозидными связями; в точках разветвления – α-1,6- гликозидными связями.

Гликоген или животный крахмал в животных организмах является структурным и функциональным аналогом амилопектиновой фракции растительного крахмала. Он содержится в печени (до 20%), в мышцах (до 4%) и выполняет резервную функцию. Из-за огромного размера его макромолекула не проходит через мембрану и остается внутри клетки, пока не возникнет потребность в энергии.

По строению гликоген подобен амилопектину. Его полимерные цепи тоже построены из остатков глюкозы, но гораздо более разветвлены.

Гетерополисахариды. Дайте понятие о протеоглиганах. Назовите углеводный компонент протеогликанов. Какие мономеры и типы связей встречаются в молекулах гликозаминогликанов? Представители гликозаминогликанов (гиалуроновая кислота, гепарин, кератансульфат, хондроитинсульфат, дематансульфат). Какова роль протеогликанов в организме?

Гетерополисахариды состоят из разных мономерных звеньев. Важнейшие представители гетерополисахаридов в органах и тканях животных и человека - гликозаминогликаны (мукополисахариды[С2] ). Они состоят из цепей сложных углеводов,содержащих аминосахара и уроновые кислоты. [С3]

Гепарин – естественный антикоагулянт, препятствует свертыванию крови. Содержится в малых количествах в печени, крови, легких, селезёнке. Построен гепарин из повторяющихся дисахаридных фрагментов, связанных между собой α-1,4 или β-1,4-гликозидными связями. Каждый дисахаридный фрагмент содержит остатки Д-глюкозамин и двух уроновых кислот – Д –глюкуроновой или L-идуроновой, связанных α-1,4-гликозидной связью.

Гиалуроновая кислота содержится в пуповине, суставной жидкости, стекловидном теле глаз. Выполняет роль межклеточной смазки, поэтому присутствует в сухожилиях, коже, хрящах. Обладая высокой вязкостью и липкостью, обеспечивает непроницаемость соединительной ткани для болезнетворных бактерий. В тоже время в присутствии гиалуроновой кислоты возрастает упругость тканей[С4] .

Неразветвленные цепи гиалуроновой кислоты состоят из повторяющихся дисахаридных фрагментов, соединенных β-1,4-гликозидными связями. Дисахаридный фрагмент включает остатки β-Д-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-Д-глюкозамина, связанных β-1,3-гликозидной связью.

Хондротинсульфаты – содержатся в соединительной ткани кожи, хрящей, сухожилий. Они являются эфирами серной кислоты. Построены из дисахаридных фрагментов, соединенных между собой β-1,4-гликозидными связями. Каждый дисахаридный фрагмент состоит из остатков β-Д-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-Д-галактозамина, связанных между собой β-1,3-глизидной связью.

Гликозаминогликаны- основой компонент внеклеточного вещества.

Протеогликаны –это высокомолекулярные соединения, состоящие из белка (5-10%) гликозаминогликанов (90-95%). Они образуют основное вещество межклеточного матрикса соединительной ткани.

• они являются структурными компонентами межклеточного матрикса;
• протеогликаны и гликозаминогликаны специфически взаимодействуют с коллагеном, эластином, фибронектином, ламинином и другими белками межклеточного матрикса;
• все протеогликаны и гликозаминогликаны, являясь полианионами, могут присоединять, кроме воды, большие количества катионов (Na₊, K+, Са²⁺) и таким образом участвовать в формировании тургора различных тканей;
• протеогликаны и гликозаминогликаны играют роль молекулярного сита в межклеточном матриксе, они препятствуют распространению патогенных микроорганизмов;
• гиалуроновая кислота и протеогликаны выполняют рессорную функцию в суставных хрящах;
• гепарансульфатсодержащие протеогликаны способствуют созданию фильтрационного барьера в почках;
• кератансульфаты и дерматансульфаты обеспечивают прозрачность роговицы;
• гепарин - антикоагулянт;
• гепарансульфаты - компоненты плазматических мембран клеток, где они могут функционировать как рецепторы и участвовать в клеточной адгезии и межклеточных взаимодействиях. Они также выступают компонентами синаптических и других пузырьков.

II. Переваривание и всасывание углеводов.