Соединение молекул моносахаридов приводит к образованию дисахаридов, трисахаридов, тетрасахаридов и т.д. Полисахариды с числом мономерных звеньев углеводов до 8 называют олигосахаридами, а более- полисахаридами. В результате гидролиза олиго- и полисахаридов образуются ди- и моносахариды.
Полисахариды являются основой структуры растений (целлюлоза), а также источником запасных питательных веществ: в растениях- крахмал, у животных- гликоген. Крахмал на 97 процентов представляет собой смесь линейного полисахарида амилозы и разветвленного полисахарида- амилопектина. Остальные 3 процента от массы крахмала включают золу (минеральные вещества), белки и липиды.
ПОЛИСАХАРИДЫ подразделяются на ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ (ГОМОГЛИКАНЫ) и ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ (ГЕТЕРОГЛИКАНЫ).
НОМЕНКЛАТУРА ПОЛИСАХАРИДОВ
:а) гомополисахариды называют ГЛИКАНАМИ, например,
D-глюкан (состоит из остатков D- глюкозы). В названии гетерополисахаридов присутствуют указания на составные компоненты полимерной цепи: D- арабино-D- галактан (состоящий из остатков D-арабинозы и D- галактозы).АМИЛОЗА
- линейный полисахарид, состоящий из остатков D- глюкозы, связанных a-(1-4)-гликозидными связями. Структурной единицей амилозы является дисахарид мальтоза.
АМИЛОПЕКТИН
отличается от амилозы большей молекулярной массой и наличием разветвлений в цепи, по местам (1-6). Частота ветвления- одно на примерно каждые 20 остатков моносахаридов. Структурными единицами амилопектина являются мальтоза и изомальтоза:
Молекулярная масса амилопектина может достигать 20 000 000.
Различаются также и физические свойства амилозы и амилопектина. Амилоза растворяется в горячей воде с образованием маловязких растворов, амилопектин способен набухать в воде при температуре ее кипения с образованием коллоидных растворов, вследствие гидратации молекулы водой. Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале различных источников- разное и эти различия отражены в таблице:
|
Содержание в крахмале амилозы и амилопектина |
||
|
Источник крахмала |
Амилоза |
Амилопектин |
|
Картофель, пшеница, кукуруза обычная |
20-25 |
75-80 |
|
Кукуруза восковидная |
0 |
100 |
|
Яблоки (плоды) |
100 |
0 |
И амилоза, и амилопектин в ЖКТ (желудочно-кишечном тракте) человека легко расщепляются амилазами с образованием моносахаридов- глюкозы, поэтому являются усваиваемыми компонентами пищи и источником энергии, в отличие от целлюлозы, которая в ЖКТ не изменяется и выполняет только функции наполнителя, влияющего на моторику ЖКТ.
При гидролизе крахмала нагреванием в присутствии минеральных кислот в качестве промежуточных продуктов образуются полисахариды различной молекулярной массы (декстрины), а также глюкоза, мальтоза и изомальтоза. Декстрины дают различную окраску с иодом- от фиолетово-синей (амилодекстрин), до красно-бурой (эритродекстрин) и без окраски (ахродекстрины и мальтодекстрины). Различаются декстрины растворимостью в растворе этанола разной крепости.
ЦЕЛЛЮЛОЗА
- линейный b-(1-4)-D- глюкан, структурной единицей которой является целлобиоза:
Линейные молекулы целлюлозы взаимодействуют друг с другом межмолекулярно, с образованием нерастворимых в воде микрофибрилл, образующих остов растений:
Распространенность в природе углеводов очень велика, они составляют примерно 50 процентов всей массы биосферы, древесина содержит от 80 до 90 процентов от сухой массы целлюлозы, хлопок- чуть менее 100 процентов.
Резервным полисахаридом человека и других млекопитающих является ГЛИКОГЕН, локализованный преимущественно в печени (до 10% от ее массы) и мышцах (до 4%). Гликоген отличается от амилопектина большей частотой ветвления: 1 на 8-12 остатков моносахаридов, образует сферической формы гранулы, имеющие ММ от 300 000 до 100 млн.
ДРУГИЕ ПОЛИСАХАРИДЫ
Резервным полисахаридом ряда растений является ИНУЛИН, состоящий в основном из остатков фруктозы, и являющийся таким образом, полифруктозаном.
Наружный скелет многих членистоногих, клеточные стенки грибов состоят из ХИТИНА, линейного
b-(1-4)-N- ацетилглюкозаминогликана:
ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА присутствуют в растениях в виде нерастворимого ПРОТОПЕКТИНА в незрелых плодах, придающего им жесткость. По мере созревания или хранения ПРОТОПЕКТИН разрушается ПРОТОПЕКТИНАЗАМИ с образованием полисахаридов АРАБАНА, ГАЛАКТАНА и собственно ПЕКТИНА, представляющего собой метоксилированную полигалактуроновую кислоту:
Важным составным элементом хрящей, кожи, костей, стекловидного тела глаза, сухожилий и т.п. является ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА:
Гиалуроновая кислота- основной "материал" послеоперационных рубцов. В пластической хирургии для рассасывания таких рубцов применяются инъекции фермента ГИАЛУРОНИДАЗЫ, растворяющей гиалуроновую кислоту в результате расщепления связей в полимерной цепочке.
Еще одними важными животными полисахаридами являются ХОНДРОИТИНСУЛЬФАТЫ:
ВЕРНУТЬСЯ К УГЛЕВОДАМ