Установление строения полисахаридов

Проблема установления строения полисахаридов совершенно различна для гомополисахаридов и гетерополисахаридов. Для первых, особенно для гомополисахаридов, не имеющих разветвлений в цеш- , вопрос решается сравнительно просто и не отличается принципиально от установления строения олигосахаридов. Напротив, вопрос о строении гетерополисахаридов весьма сложен и напоминает проблему строения высокомолекулярных пептидов. Между тем именно гетерополисахариды представляют особый биологический интерес, поскольку к ним относятся вещества, играющие чрезвычайно ответственную специфическую роль в жизненных процессах. [c.153]

Для установления строения полисахаридов предложено много различных методов исследования, наиболее существенными из которых являются метод метилирования, периодатное окисление по Смиту, распад по Берри, щелочная деградация, частичный кислотный гидролиз и гидролиз ферментами. [c.87]

УСТАНОВЛЕНИЕ СТРОЕНИЯ ПОЛИСАХАРИДОВ [c.86]

МЕТОДЫ УСТАНОВЛЕНИЯ СТРОЕНИЯ ПОЛИСАХАРИДОВ [c.216]

Ограничимся разбором путей установления структуры полисахаридов, хотя они далеко не исчерпывают структурные задачи, возникающие в химии углеводов. Для этого есть две причины. Во-первых, полисахариды (включая сюда смешанные биополимеры) представляют собой наиболее важный объект углеводной химии. Во-вторых, установление строения полисахаридов включает основные типы структурных задач, в том числе установление строения моно- и олигосахаридов, а применяемые для этой цели методы являются наиболее общими и употребительными инструментами химии сахаров в целом. [c.50]

Возвратимся к вопросу об установлении строения полисахаридов. Мы оставили рассмотрение его на стадии завершения мономерного анализа, включая результаты, полученные методом метилирования. Что же к атому моменту уже известно о структуре, а что еш,е предстоит узнать [c.86]

Методы установления строения полисахаридов 216 [c.7]

Первой проблемой при установлении строения полисахаридов, как и при анализе других макромолекулярных соединений, является выделение исследуемого вещества в чистом виде. Понятие чистоты в данном случае не очень четкое из-за наличия микрогетерогенности (минорные изменения внутри одних и тех же частиц вещества). Описаны методы отделения веществ углеводной природы от различных примесей, в том числе от неорганических солей и низкомолекулярных соединений, а также от высокомолекулярных веществ, например белков и лигнинов, однако следует иметь в виду, что каждый полисахарид ведет себя по-своему. [c.216]

Газожидкостная хроматография находит лишь ограниченное применение при установлении строения полисахаридов из-за необходимости использования летучих и устойчивых в условиях разделения соединений. Этот метод применяют для анализа моносахаридного состава гидролизатов и, что более важно, для анализа частично метилированных сахаров при установлении строения [c.224]

Установление строения полисахаридов — исключительно сложная задача, так как полифункциональные мономерные звенья моносахаридов могут соединяться между собой многими способами и число мыслимых вариантов структуры очень быстро возрастает с увеличением степени полимеризации, достигая уже для относительно низкомолекулярных полисахаридов подлинно астрономических величин. При решении вопроса [c.9]

Метиловые эфиры. Метиловые эфиры моносахаридов представляют значительный интерес по двум причинам. Во-первых, некоторые частично метилированные сахара широко распространены в природе и входят в состав многих полисахаридов, сердечных гликозидов, антибиотиков н других природных соединений. Во-вторых, метиловые эфиры сахаров сыграли и продолжают играть исключительно важную роль при установлении строения углеводов, особенно олиго- и полисахаридов (см. стр. 433, 494). Большая часть метиловых эфиров различных моносахаридов была синтезирована в тридцатые годы нашего столетия именно в связи с установлением строения полисахаридов, а к настоящему времени известно уже большинство метиловых эфиров важнейших моносахаридов. [c.159]

Как отмечалось в предыдущей главе, олигосахариды во многом близки к полисахаридам. Естественно, что методы исследования этих классов соединений развивались параллельно и иногда совпадают вплоть до технических деталей. Поэтому важнейшие методы, рассматриваемые в этой главе, имеют существенное значение и для установления строения полисахаридов. [c.430]

Нередко разные лаборатории, работающие по установлению строения полисахаридов, выделенных из одного и того же источника, и даже пользующиеся одними и теми же методами установления строения, [c.481]

Наконец, для разделения смесей полисахаридов часто применяется фракционированное осаждение их производных, например полных ацетатов или метиловых эфиров. Растворителями в этом случае служат ацетон, хлороформ, осадителями — эфир, петролейный эфир. Применение ацетатов по сравнению со свободными полисахаридами удобно потому, что в этом случае уменьшается вероятность нежелательного соосаждения, так как отсутствуют межмолекулярные водородные связи. Исходные полисахариды легко получаются после разделения ацетатов омылением ацетильных групп действием щелочи. Таким способом, например, получают из зерен злаков пентозан, свободный от примесей глюканов . Аналогично ацетатам фракционируют метилированные полисахариды, используемые для установления строения полисахаридов родоначальный полисахарид из метилированного производного, естественно, получить нельзя. [c.485]

Современные методы установления строения полисахаридов применимы лишь к индивидуальным веществам. Работа с неочищенными полисахаридными препаратами может привести к выводам о строении, весьма далеким от истины. В то же время не существует вполне строгих критериев индивидуальности выделенного полисахарида, так же как нет употребительных для всех случаев методов контроля за процессом выделения. Полисахарид обычно считается индивидуальным, если не менее двух разных способов очистки не изменяют его мономерный состав и физико-химические свойства (например, удельное вращение, молекулярный вес), а общепринятые аналитические методы не выявляют наличия примесей (гомогенность по данным хроматографии, электрофореза, ультрацентрифугирования). [c.488]

Несмотря на указанные недостатки, метод метилирования в настоящее время используется при установлении строения полисахаридов чрезвычайно широко. Его ценность значительно повышается в сочетании с други.ми методами исследования полисахаридов, в первую очередь, с методом периодатного окисления. [c.498]

УСТАНОВЛЕНИЕ СТРОЕНИЯ ПОЛИСАХАРИДОВ [c.491]

Об общих принципах установления строения полисахаридов см.1-. [c.491]

Установление строения полисахарида начинается с идентификации моносахаридов, входящих в его состав. Следующим этапом является определение числа и места привязки моносахаридных заместителей к каждому моносахариду, положения неуглеводных заместителей, если они имеются в полисахариде, и одновременно установление размера циклов моносахаридов в полимерной молекуле. Далее нужно определить конфигурации гликозидных центров моносахаридов. Наконец, необходимо охарактеризовать полимерные молекулы в целом сточки зрения регулярности их построения и определить молекулярный вес и макромолекулярную (вторичную) структуру полисахарида. [c.492]

Метод метилирования, имеющий со времени Хеуорса исключительно большое значение в установлении строения полисахаридов, заключается в получении полностью метилированного производного полисахарида, последующем полном его гидролизе и разделении, идентификации и количественном определении образующихся полностью или частично-метилированных моносахаридов. Основы метода рассмотрены при установлении строения олигосахаридов (см. стр. 433), однако его применение при исследовании полисахаридов имеет ряд особенностей. Поскольку метод включает стадию расщепления полисахарида на мономеры, он характеризует только состояние моносахаридов в полимерной молекуле-(число и положение заместителей и размер цикла у каждого моносахарида), но не дает сведений о последовательности мономеров в полимерной, цепи. [c.494]

В настоящее время периодатное окисление применяется практически во всех случаях установления строения полисахаридов. Это объясняется простотой метода, небольшими затратами исследуемого вещества и ценностью получаемых результатов. Основы применения периодатного окисления для установления строения моно- и олигосахаридов уже были изложены (см. стр. 86 и 440). Здесь рассматриваются особенности, которыми характеризуется использование периодатного окисления в области полисахаридов. [c.498]

Ферментативные методы расщепления полисахаридов используются в настоящее время достаточно широко и позволили достигнуть значительных успехов, например, в исследовании крахмалоподобных полисахаридов (см. стр. 533) или мукополисахаридов (см. стр. 541). Как и в случае всех остальных методов установления строения полисахаридов, ферментативный гидролиз оказывается особенно ценным в сочетании с другими приемами изучения полисахаридной структуры. К сожалению, трудность выделения ферментов часто препятствует их широкому применению, а чрезвычайно скудные сведения о детальном механизме ферментативного действия часто не позволяют предвидеть направление расщепления. [c.513]

Главная особенность ферментов как инструментов структурного анализа полисахаридов — высокая, в некоторых случаях абсолютная, специфичность их действия. Ферменты, расщепляющие полисахариды (полисахарида-зы), как правило, абсолютно специфичны к конфигурации гликозидной связи (например, фермент, настроенный на гидролиз а-гликозидной связи, совершенно не действует на р-гликозидные связи), абсолютно специфичны к размеру цикла моносахаридного остатка и высоко специфичных к структуре и конфигурации самого моносахаридного звена. Кроме того, и это особенно важно для установления строения полисахаридов, полисахаридазы обычно высоко и.збирательны к типу связей и к структуре остатков в ближайшем окружении к расщепляемой гликозидной связи. Позтому уже сам факт расщепления определенной связи данным ферментом нередко дает много сведений о ближнем порядке остатков в этом участке цепи (пример такой избирательности лизоцима мы уже рассматривали в другом аспекте). [c.102]

С точки зрения химика-органика, для установления строения полисахарида необходимо 1) определить состав моносахари,дов, входящих в полисахарид, 2) установить последовательность моносахаридных остатков в полимерной цепи, в том числе количество, место и структуру разветвлений основной цепи 3) установить типы связей между моносахаридами 4) определить размеры окисных колец сахаров и 5) выяснить конфигурацию гликозидных центров. [c.152]

Полное описание полисахарида включает установление размера и формы его молекул. Эти характеристики могут быть определены в ходе установления строения полисахарида некоторыми из описанных выше методов, например, гель-фильтрацией (см. разд. 26.3.2.1), определение невосстанавливающих концевых остатков методом метилирования (см. разд. 26.2.3.5) или периодатного окисления (см. разд. 26.3.2.3) однако существуют и специальные методы. [c.233]

Развитие методов исследования строения олигосахаридов было вызвано потребностями не только химии, но и смежных дисциплин. Многие олигосахариды встречаются в свободном состоянии в живых организмах, и их изучение важно в биологическом плане. Среди природных гликозидов имеется несколько групп биологически важных соединений, молекулы которых содержат олигосахаридные цепи. Наконец, и это самое важное, одним из методов установления строения полисахаридов является расщепление молекул этих соединений до олнгосахаридов и изучение строения последних, что позволяет делать заключения о структуре исходного биополимера. [c.430]

Основным способом установления строения полисахаридов служит расщепление полимерной молекулы на фрагменты, установление строения этих фрагментов и последующее воссоздание структуры исходного соединения. При исследовании полисахаридов обычно применяют расщепление нескольких типов во-первых, полный гидролиз всех гликозидных связей, позволяющий определить, из каких моносахаридов состоит данный полимер во-вторых, частичное расщепление, дающее низшие олигосахариды, строение которых соответствует отдельным участкам полимерной молекулы. Весьма употребительным приемом является предварительная модификация полисахаридной молекулы. Она производится либо с целью зафиксировать свободные гидроксильные группы, как в методе метилирования, либо чтобы упростить на первых этапах изучения слишком сложную полисахаридную молекулу. Примерами использования предварительной модификации может служить дезацетилирование частично ацетилированных или десульфирование сульфированных полисахаридов, превращение полиуронидов в нейтральные полисахариды с помощью восстановления карбоксильных групп уроновых кислот, получение так называемых деградированных полисахаридов путем частичной деструкции (гидролизом или периодатным окислением), удаляющей главным образом концевые моносахариды, и т. д. И только для установления молекулярного веса и макромолекулярной структуры полисахаридов с помощью физико-химических методов исследования нет необходимости прибегать к расщеплению полимерной молекулы. [c.492]

Вопросы ферментативного гидролиза и биосинтеза полисахаридоа подробнее рассмотрены в гл. 22. Здесь освещается использование ферментов для установления строения полисахаридов. [c.510]

Полисахаридазы различаются по способу действия на экзо- и эндоферменты. Экзополисахаридазы катализируют отщепление только концевых моносахаридных остатков, одного за другим. Напротив, эндоферменты расщепляют гликозидные связи в середине полисахаридной молекулы и обычно не действуют или действуют лишь незначительно на низ-комолекулярные олигосахариды. Для установления строения полисахаридов могут быть использованы ферменты обоих типов, хотя и с.разной эффективностью. [c.510]

Однако в целом экзоферменты используются при установлении строения полисахаридов. гораздо реже эндоферментов. Последние, как правило,, отличаются тем, что расщепляют высокомолекулярные субстраты с образованием не MOHO-, а олигосахаридов. Так, например, а-амилаза слюны человека превращает амилозу в мальтозу и мальтотриозу с выходом, превышающим 90%. По этой причине эндоферменты можно использовать-как реагенты для повышения выхода олигосахаридов по сравнению с кислотным гидролизом, а также для получения не образующихся при кислотном гидролизе олигосахаридов с кислотолабильными гликозидными связями. Очевидно, что длй такого применения ферменты не обязательно должны быть охарактеризованы по специфичности более того, можно. пользоваться заведомыми смесями ферментов. Существуют примеры очень успешного применения на практике неочищенных ферментных препаратов. Так, при гидролизе 4-0-метилглюкуроноксилана древесины пектиназой были получены две серии гомологичных олигосахаридов с общим выходрм около 70% выходы отдельных представителей олигосахаридов превышали 10% [c.511]

Полисахариды, содержащие восстанавливающую группу, при действии щелочей могут подвергаться ступенчатому расщеплению, начиная с восстанавливающего моносахарида, причем скорость процесса определяется положением заместителя у этого моносахарида например, для гексоз она выше всего для 3-0-замещенного звена, 4-0- и 6-О-замещенные звенья расщепляются с большим трудом, а 2-О-замещенные моносахариды устойчивы к действию щелочей . Щелочное расщепление сравнительно редко применяется для установления строения полисахаридов, хотя в отдельных случаях может дать ценные сведения об их структуре. Примером служит действие щелочи на ламинарии , разрушающей целиком молекулы с восстанавливающими группами и не затрагивающей невосстанавливающие молекулы (гликозиды маннита). Другие агенты основного характера — сода, гидразин, гидроксиламин находят в последние годы применение для расщепления на фрагменты гликопротеинов (см. гл. 21). [c.513]

При исследовании камедей используются обычно все приемы установления строения полисахаридов. Иллюстрацией этого может служить изучение трагакантовой камеди, источником которой служат растения рода Astragalus. Уже в ранних работах предположили , что эга камедь является смесью полисахаридов впоследствии ценой значительных потерь [c.530]

Кислые мукогюлисахариды в соединительной ткани связаны с белка- ми (см. стр. 602), поэтому для их выделения, как правило, проводят предварительное разрушение белков протеолитическими ферментами или расщепление углевод-белковых связей щелочами, после чего полисахариды экстрагируют растворами солей . Белки, также переходящие при этом в раствор, удаляют с помощью денатурирования. Смеси мукополисахаридов можно разделить на компоненты фракционированным осаждением спиртом в виде солей с различными катионами , но лучшие результаты дает фракционированное осаждение цетавлоном или ионообменная хроматография . Особенности химического поведения мукополисахаридов сделали чрезвычайно сложной задачу установления их строения. Даже идентификация моносахаридов после полного кислотного гидролиза (обычно одна из самых простых операций) является в мукополисахаридах трудной проблемой. Наличие в одной молекуле уроновых кислот и аминосахаров приводит к тому, что полисахариды гидролизуются лишь в жестких условиях, при которых освобождающиеся уроновые кислоты подвергаются интенсивному разрушению. Поэтому в последнее время работу по установлению строения этих веществ проводят на модифицированных полисахаридах, в которых сульфатные группы удалены, а все карбоксильные группы уроновых кислот восстановлены в первичноспиртовые. Ряд других классических методов установления строения полисахаридов применим к мукополисахаридам с трудом это относится к перйодат ному окислению, вызывающему разрушение остатков уроновых кислот вследствие сверхокисления, к метилированию, в применении которого успехи достигнуты сравнительно недавно. Основными методами, позволившими выяснить строение мукополисахаридов, послужили методы частичного гидролиза и частичного ферментативного расщепления. [c.541]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология