Що таке Гетерополісахариди?

Гетерополісахариди (англ. heteropolysaccharides) — полісахариди, які складаються з двох або й більше різних моносахаридних ланок.

Який вуглевод належить до Гетерополісахаридів?

Загальний опис Полісахариди, що складаються із залишків моносахаридів одного виду, називаються гомополісахаридами, а ті полісахариди, що містять моносахариди двох і більше видів, які регулярно чи нерегулярно чергуються, називаються гетерополісахаридами. Важливі представники полісахаридів — крохмаль і целюлоза.

Що таке Гомополісахариди?

Гомополісахариди — складні вуглеводи, мономерами яких є залишки однакових моносахаридів (найчастіше глюкози) або їх похідних. Гомополісахариди поділяються на вуглеводи тваринного (глікоген, хітин), рослинного (крохмаль, клітковина, інулін, пектини) та мікробного (декстран) походження. Кеш

5. Гетерополісахариди

Приставка муко- вказує на те, що вони вперше були виділені з муцину. Складаються з різного виду моносахаридів (глюкози, галактози) та їх похідних (аміносахаридів, гексуронових кислот). В їх складі виявлені і інші речовини: азотисті основи, органічні кислоти.

Мукополісахариди представлють собою желеподібні, липкі речовини. Вони виконують різні функції, в тому числі структурну, захисну, регуляторну. Мукополісахариди складають основну масу міжклітинної речовини тканин, входять до складу шкіри, хрящів, скловидного тіла ока. В організмі зустрічаються у комплексі з білками (протеоглікани та глікопротеїди) і жирами (гліколіпіди), в яких на долю полісахаридів приходиться основна частина молекули (до 90% і більше). Для організму мають значення слідуючі з них: гіалуронова кислота – основна частина міжклітинної речовини, біологічний цемент, який з’єднує клітини, заповнюючи увесь міжклітинний простір. Вона також виконує роль біологічного фільтру, який затримує мікроби і запобігає їх проникненню у клітини, приймає участь у обміні води в організмі.

Слід відмітити, що гіалуронова кислота розщеплюється під дією специфічного фермента гіалурононідази. При цьому порушується структура міжклітинної речовини, в її складі утворюються тріщіни, що приводить до проникливості води і інших речовин. Це має важливе значення в процесі запліднення яйцеклітини сперматозоїдами, які багаті цим ферментом. Гіалурононідазу містять і деякі бактерії, що полегшує їх проникнення у клітину.

Хондроітинсульфати – хондроітинсірчані кислоти служать структурним компонентом хрящів, зв’язок, клапанів серця, пупочного канатика. Вони сприяють відкладенню Са в кістках.

Гепарин – утворюється в клітинах паренхіматозних органів (печінка, легені, нирки) і виділяється ними в кров та міжклітинну рідину. В крові він зв’язується з білками і запобігає процесу зсідання крові, виконуючи функцію антикоагулянта. Крім того, гепарин має протизапальну дію, впливає на обмін калію та натрію, виконує антигіпоксичну функцію.

Сиалові кислоти – представляють групу глюкозоамінгліканів, що мають у своєму складі нейрамілові кислоти і похідні вуглеводів. Сполуки нейромілової кислоти з оцтовою кислотою представляють собою сиалові кислоти. Вони знаходяться в клітинних оболонках, слині і інших біологічних рідинах. Для діагностики ряду запальних захворювань (ревматизм, туберкульоз), при яких їх рівень у крові підвищений, проводять їх визначення.

Контрольні запитання до теми

1. Які органічні сполуки називаються вуглеводами?
2. Які функції виконують вуглеводи в організмі?
3. Який елементарний склад мають вуглеводи?
4. Яка хімічна природа вуглеводів?
5. На які групи класифікують вуглеводи?
6. Як класифікують моносахариди?
7. Які моносахариди найбільш широко представлені в природі?
8. Які функції виконує глюкоза в організмі? Яку будову вона має?
9. Які функції виконують фруктоза і галактоза в організмі?
10. Яка будова, функції та склад олігосахаридів?
11. Як класифікують полісахариди?
12. У чому різниця структури амілози та амілопектину.
13. Яку будову має глікоген?
14. Який склад мають гетерополісахариди? Які функції вони виконують в організмі?
15. Які функції виконує глюкуронова кислота в організмі?
16. Які функції виконує гепарин в організмі?
17. Яке діагностичне значення має визначення сиалових кислот у сироватці крові?

Гетерополісахариди: характеристики, структура, функції

гетерополісахариди або гетероглікани - це група складних вуглеводів, класифікованих до групи полісахаридів, яка включає всі вуглеводи, що складаються з більш ніж 10 моносахаридних одиниць різних типів цукрів.

Більшість гетерополісахаридів, які синтезуються в природі, зазвичай містять лише два різних моносахариди. Тим часом синтетичні гетерополісахариди зазвичай мають три або більше різних моносахаридних одиниць.

Гетерополісахариди - це макромолекули, які виконують життєво важливі функції. Вони складаються з безлічі різних мономерів цукру (моносахаридів), що повторюються, зв'язані між собою глікозидними зв'язками різних типів.

Серед складних вуглеводів, які найчастіше зустрічаються в природі, є геміцелюлоза, пектини та агар-агар, і більшість із них - це полісахариди, комерційно цікаві для харчової промисловості.

У медичному контексті найбільш вивченими гетерополісахаридами були сполучні тканини, групи крові, ті, що пов'язані з глікопротеїнами, такими як γ-глобулін, і гліколіпіди, що покривають нейрони центральної нервової системи.

З плином років та наукових досягнень були розроблені різні методи дослідження гетерополісахаридів, які, як правило, передбачають їх розпад на складові моносахариди та їх індивідуальний аналіз.

Ці методи поділу різні для кожного вуглеводу і залежать від фізичних та хімічних характеристик кожного вуглеводу. Однак хроматографія є найбільш широко застосовуваними методами для аналізу гетерополісахаридів.

Характеристика та структура

Гетерополісахариди - це лінійні або розгалужені полімери, що складаються з повторюваних одиниць двох або більше різних моносахаридів. Слід враховувати, що ці моносахариди можуть бути або не мати однакової пропорції.

Гетерополісахариди мають складні структури, із загально розгалуженою топологією, і в їх рідному стані вони мають асиметричну та дещо аморфну ​​морфологію.

Повторювані одиниці, що утворюють гетерополісахариди (моносахариди, дисахариди або олігосахариди), зв’язані між собою α- або β-глюкозидними зв’язками. У цих одиницях часто спостерігають модифікації або заміни, такі як метильна та ацетильна групи та інші, особливо в галузях.

Крім того, асоціація певних молекул з гетерополісахаридами може дати останнім чистий заряд, який виконує важливі фізіологічні функції в різних типах клітин.

Вуглеводи бактерій

Мікробні гетерополісахариди складаються з повторюваних одиниць з трьох до восьми моносахаридів, які можуть бути лінійними або розгалуженими. Як правило, вони складаються з моносахаридів D-глюкози, D-галактози та L-рамнози в різних пропорціях.

Фукозу, манозу, рибозу, фруктозу, моносахариди та моносахариди, заміщені гліцерином та іншими, можна отримати, хоча і в меншій мірі.

Особливості

Як правило, гетерополісахариди функціонують як позаклітинна опора для організмів усіх царств, від бактерій до людини. Ці цукри, разом із волокнистими білками, є найважливішими компонентами позаклітинного матриксу у тварин та проміжної пластинки у рослин.

Гетерополісахариди часто зустрічаються у поєднанні з білками, утворюючи протеоглікани, глікозаміноглікани та навіть мукополісахариди. Вони виконують різні функції, починаючи з регулювання поглинання води, виконуючи функцію своєрідного клітинного «цементу» та функціонуючи як біологічна мастило серед багатьох інших.

Гетерополісахариди сполучної тканини мають у своїх структурах кислотні групи. Вони діють як містки між молекулами води та іонами металів. Найпоширенішим гетерополісахаридом у цих тканинах є уронова кислота із сульфатованими заміщеннями.

Протеоглікани можуть бути знайдені як структурні елементи плазматичної мембрани, діючи як корецептори при прийманні подразників на поверхні клітинної мембрани та стимулюванні внутрішніх механізмів реакції.

Глобуліни - це глікопротеїни, які є частиною імунної системи багатьох тварин і засновують свою систему розпізнавання на частці гетерополісахаридів, які вони мають у своєму зовнішньому шарі.

Гепарини мають антикоагулянтні функції і є мукоглаканами, які використовують дисахариди із сульфатованими заступниками для зменшення їх негативного заряду та перешкоджають об’єднанню між тромбіном та тромбоцитами, сприяючи, в свою чергу, об’єднанню антитромбінів та інактивуючих протромбінів.

Приклади

Геміцелюлоза

Цей термін охоплює групу гетерополісахаридів, до складу якої входять такі моносахариди, як глюкоза, ксилоза, манноза, арабіноза, галактоза та різні уронові кислоти. Однак найпоширенішими структурами є лінійні полімери ксиланів та ксилогліканів, пов'язані зв'язками β-1,4.

Цих гетерополісахаридів дуже багато в клітинній стінці рослин. Вони також розчиняються у концентрованих лужних розчинах, а деякі типи розвивають фібрилярну форму, де діють як цементуючі речовини в рослинній тканині.

Пектин

Пектини - це полісахариди середнього шару між клітинними стінками первинного походження у рослин. Основним його компонентом є D-галактуронова кислота, пов'язана зв'язком α-D-1,4, в якій деякі карбоксили можуть естеризуватися метильними групами.

Цей тип цукру має здатність легко полімеризуватися при контакті з метиловими ефірами та іншими цукрами, такими як галактоза, раббіноза та рамноза. Вони широко використовуються в харчовій промисловості, щоб надати стійкості деяким продуктам, таким як варення, компоти та цукристі камеді.

Гепарин

Це антикоагулянт, який виробляється в крові та в різних органах, таких як легені, нирки, печінка та селезінка тварин. Він складається з 12-50 повторень D-глюкуронової кислоти або L-ідуронової кислоти N-ацетил-D-глюкозамін. Гепарини - це полісахариди типу глікозаміноглікану з сильним негативним зарядом.

Гепарини мають велике промислове значення і отримуються штучно за допомогою генної інженерії в бактеріях або природним чином з легенів великої рогатої худоби або слизової оболонки кишечника свиней.

Гіалуронова кислота

Це один із препаратів, який найчастіше використовується в естетичній промисловості як мастило завдяки своїм в’язким, еластичним та реологічним властивостям. Застосовується як мастило для очей, амортизатор у суглобах та для уповільнення процесів старіння, оскільки зменшує активність клітин у клітинному циклі.

Це полімер, що належить до групи глікозаміногліканів і складається з D-глюкуронової кислоти та N-ацетил-D-глюкозамін, пов'язаний між собою зв'язком β-1,3. Він міститься майже у всіх прокаріотичних та еукаріотичних клітинах, особливо в сполучних тканинах та шкірі тварин.

Список літератури

1. Delgado, L. L., & Masuelli, M. (2019). Полісахариди: поняття та класифікація. Еволюція в журналі полімерних технологій, 2(2), 2–7.
2. Huber, K. C., & BeMiller, J. N. (2018). Вуглеводи. В Органічна хімія (с. 888–928). Elsevier Inc.
3. Девісон, Е. (1999). Британська енциклопедія. Отримано 14 серпня 2019 року з www.britannica.com/science/carbohydrate/
4. Huber, K. C., & BeMiller, J. N. (2018). Вуглеводи. В Органічна хімія (с. 888–928). Elsevier Inc.
5. Університет Мен. (n.d.). Отримано 14 серпня 2019 року з www.umaine.edu