Биологический каталог




Основы биохимии. Том 1

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

е звено крахмала

Природные крахмалы представляют собой смесь двух типов соединений, которые можно отделить друг от друга. Одно из них — амилоза, как полагают, обладает длинной неразветвленной цепью

4—1148

50

I. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ

и в этом отношении аналогично целлюлозе. Другое — амилопектин— является полисахаридом с разветвленной цепью: одна концевая глюкоза встречается на каждые 24—30 остатков глюкозы. Остаток глюкозы, расположенный в каждой точке ветвления, замещен не только по положению С-4, но и С-6. Выделение из продуктов неполного гидролиза амилопектина а-1,6-дисахарида (изо-мальтозы) доказывает структуру в местах разветвления:

точка ветвления амилопектина м гликогена А»о?-1,4-глюкозидная связь Б=оС-],6 - глюкозидная связь

Степень разветвления больше в гликогене (см. ниже), чем в амилопектине. Амилопектин в отличие от гликогена может быть и не столь разветвленным и состоять из одной основной цепи с боковыми ветвями.

Различные препараты крахмала имеют молекулярные массы от 50 000 до нескольких миллионов. Учитывая вероятность некоторой деградации во время выделения, для нативных молекул крахмала более точны высокие значения.

Гликоген. Двойником крахмала в животном материале является гликоген, который встречается в значительных количествах в печени и мышцах и которого особенно много в моллюсках. Глико-геноподобные полисахариды встречаются также в зернах злаков и бактериях.

Гликоген — полисахарид с разветвленной цепью, скорее напоминающий амилопектин, чем амилозу. Найдено, что гликоген содержит от 8 до 12 остатков глюкозы на одну невосстанавливающую концевую группу. Гликоген имеет молекулярную массу от 270000 до 100 000 000. Даже в одном препарате наблюдается широкий разброс по размерам молекул.

2. УГЛЕВОДЫ

51

Гликоген, встречающийся в животных клетках, имеет частицы гораздо меньшего размера, чем гранулы крахмала. Он легко диспергируется в воде с образованием опалесцирующих «растворов», которые дают красно-фиолетовую окраску с иодом. Гликоген относительно устойчив в горячих щелочах и осаждается из водных растворов добавлением этилового спирта.

а-1,4-Глюканмальтогидролаза частично гидролизует гликоген; как и в случае амилопектина, продуктом гидролиза является мальтоза. При полном кислотном гидролизе очищенный гликоген образует глюкозу с выходом, близким к теоретическому. Анализ ткани на гликоген обычно включает растворение ее в горячей щелочи, осаждение гликогена спиртом, кислотный гидролиз этого осадка и количественное определение образовавшейся глюкозы.

Гликоген также гидролизуется бактериальным ферментом пул-луланазой, которая расщепляет а-1,6-связи этого полисахарида. Аналогичным образом фермент действует и на амилопектин.

Наиболее подробные сведения, касающиеся особенностей структуры крахмалов и гликогена, получены в основном путем расщепления этих молекул различными ферментами известной специфичности.

2.3.2.2. Анализ структуры полисахаридов

Молекулярные массы полисахаридов определяют несколькими методами, включая измерение осмотического давления, ультрацеитрифугирование, измерение вязкости и светорассеяния. Эти же методы используют для определения молекулярных масс белков, как описано в гл. 5. Большинство полисахаридов полидисперсны и состоят из многих компонентов с различными молекулярными массами, даже когда они считаются чистыми по другим критериям. Образец «крахмала» может содержать молекулы, в которых присутствует от 100 до 10 000 остатков глюкозы, и все-таки они называются крахмалом.

Последовательность моносахаридных звеньев в полисахаридах и природа гликозидных связей устанавливаются методами, аналогичными описанным выше для мальтозы, хотя размер полисахарида и его полидисперсность часто усложняют структурный анализ. Исчерпывающее метилирование является ценным методом для определения не только числа остатков в неразветвленной цепи, но также типов гликозидных связей в разветвленных полисахаридах. Например, 10-членный неразветвленный полиглюкозид (а- или ?-1,4) должен давать смесь 2,3,6-три-О-метилглюкозы и 2,3,4,6-тетра-О-метилглюкозы (9:1). Если молекула является разветвленной, должна образоваться ди-О-метилглюкоза; число ее остатков указывает на число точек ветвления, а положение метильных групп позволяет выявить гидроксидные группы в точках ветвления.

Йодная кислота — другой удобный реагент для изучения структуры полисахарида. Окисление углеводов этим реагентом в контролируемых условиях сопровождают количественным измерением расхода йодной кислоты и образования муравьиной кислоты. Гликоли расщепляются йодной кислотой с образованием двух альдегидов (расход периодата: 1 моль на 1 моль гликоля). Если в молекуле присутствует рядом три или более гидроксидных групп, то средний атом углерода освобождается в виде муравьиной кислоты, образуются два

4*

52

t. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ

альдегида и при этом расходуется 2 экв. периодата. Так, метил-а-Ь-глюкоза (?-метилглюкозид) реагирует с йодной кислотой следующим образом:

Обработка йодной кислотой молекулы полисахарида, состоящего из повторяющихся звеньев гексозы, которые связаны линейно 1;4-гликозидиыми связями, привела бы к выделению 1 экв. муравьиной кислоты в результате окисления концевого остатка гексозы, образующего гликозидную связь. Дополнительно 2 экв. муравьиной кислоты образовались бы из восстанавливающего конца по-лисахарндной цепи, один из них в результате нормального окисления цис-тли-кольной группы, другой — из свободного альдегидного атома углевода. Число концевых групп в полисахариде, определенных этим методом, является показателем линейности (или разветвленности) полисахарида. Если на 1 моль полисахарида выход муравьиной кислоты превышает 3 моля, полисахарид должен содержать разветвленные цепи. Молярное отношение израсходованного периодата и образующегося формиата указывает на степень разветвления.

Весьма перспективный подход к изучению структуры полисахарида включает в себя последовательное использование избирательно действующих ферментов, специфичность которых по типу гидролизуемых гликозидных связей хорошо изучена.

ЛИТЕРАТУРА

Книги

Brimacombe I. S., Webber J. ?., Mucopolysaccharides, American Elsevier Publishing

Company, Inc., New York, 1964. Davidson ?. ?., Carbohydrate Chemistry, Holt, Rinehart and Winston, New York,

1967.

Florida ??., Stotz E., Comprehensive Biochemistry, Carbohydrates, sec. II, vol. 5, American Elsevier Publishing Company, Inc., New York, 1963.

Gottschalk ?., The Chemistry and Biology of Sialic Acids, Cambridge University Press, New York, 1960.

Jeanloz R. ?., ed., Chemistry of Amino Sugars, vol. IA, Academic Press, Inc., New York, 1969.

Jeanloz R. W., Balazs ?. ?., eds., The Amino Sugars, vol. IIA, Academic Press, Inc., New York, 1965.

Pigman W. W., Horton D., eds., The Carbohydrates: Chemistry/Biochemistry, vols. I A, II A, I IB, Academic Press, Inc., New York, 1972.

Sharon Y.. Complex Carbohydrates: Their Chemistry, Biosynthesis, and Functions, Addison-Wesley Publishing Company, Reading, Mass., 1975.

Stacy M., Barker S. ?., Carbohydrates of Living Tissues. D. Van Nostrand Company. Inc.. Princeton, N. J., 1962.

Whistler R. L., Wolfrom M. L., eds., Methods in Carbohydrate Chemistry, vol. I, Analysis and Preparation of Sugars; vol. IV, Starch; vol. V, General Polysaccharides; Academic Press, Inc., New York, 1962, 1964, 1965.

2. УГЛЕВОДЫ

53

Обзорные статьи

Belt D. J., Natural Monosaccharides and Oligosaccharides: Their Structure and Occurrence, in: M. Florkin, H. S. Mason, eds., Comparative Biochemistry, pp. 288—354, vol. Ill, pt. A, Academic Press, Inc., New York, 1962.

Bentley R., Configurational and Conformational Aspects of Carbohydrate Biochemistry, Annu. Rev. Biochem., 41, 953—996, 1972.

Cinsburg V., Neufeld E. F., Complex Heterosaccharides of Animals, Annu. Rev. Biochem., 38, 371—388, 1969.

Heath E. C, Complex Polysaccharides, Annu. Rev. Biochem., 40, 29—56, 1971.

Hirst E. L., The Structure of Polysaccharides, pp. 45—62, in: D. J. Bell, J. K. Grant, eds., The Structure and Biosynthesis of Macromolecules, Cambridge University Press, New York, 1962.

Sharon N., Polysaccharides, Annu. Rev. Biochem., 35, 485—520, 1966.

Многие специальные вопросы химии углеводов рассмотрены в обзорах, опубликованных в Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, Academic Press, Inc., New York (выход с 1945 г.).

Глава 3 ЛИПИДЫ

3.1. Классификация

Если животную или растительную ткань последовательно обрабатывать одним или несколькими органическими растворителями, например этанолом, эфиром, хлороформом, бензолом или петро-лейным эфиром, то некоторая часть материала перейдет в раствор. Компоненты такой растворимой фракции (вытяжки) называются липидами. Липидная фракция содержит вещества различных типов, которые могут быть классифицированы следующим образом:

I. Жирные кислоты

II. Глицеринсодержащие липиды

а) нейтральные жиры

1) ????-, ди- и триацилглицерины

2) простые эфиры глицерина

3) гликозилглицериды

б) фосфоглицериды

1) фосфатиды

2) дифосфатидилглицериды и фосфоинозитиды

III. Липиды, не содержащие глицерин

а) сфинголипиды

1) церамиды

2) сфингомиелины

3) гликосфинголипиды

б) алифатические спирты и воска

в) терпены

г) стероиды

IV. Липиды, связанные с веществами других классов

а) липопротеины

б) протеолипиды

в) фосфатидопептиды

г) липоаминокислоты

д) липополисахариды

Из-за гетерогенности входящих в липидную фракцию компонентов термин «липидная фракция» нельзя рассматривать как структурную характеристику; он является лишь рабочим лабораторным названием фракции, получаемой при экстракции биологи-

3. липиды

55

ческого материала малополярными растворителями. Однако большинство липидов имеет некоторые общие структурные особенности, обусловливающие их важные биологические свойства так же, как и сходную растворимость. В большинстве случаев они являются ионными или полярными производными углеводородов и принадлежат к классу веществ, называемых амфифилами или бифилами. Амф

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 1" (7.28Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(15.12.2019)