Окисление — Расщепление N-гликозидных связей

По-видимому, универсальный (гипотетический) метод определения конфигурации гликозидных связей в полисахаридах можно представить себе следующим образом. Это должен быть такой метод расщепления гликозидных связей, который приводил бы количественно к производным моносахаридов подобно кислотному гидролизу. Но с той, однако, разницей, что структура этих производных должна зависеть от конфигурации расщепляемой гликозидной связи исходного остатка. Тогда мы имели бы метод мономерного анализа, который одновременно давал бы информацию и о природе каждого мономерного звена, и о конфигурации его гликозидной связи. К сожалению, ничем похожим на такое идеальное решение углеводная химия пока не располагает (хотя препятствий принципиального характера к разработке подобного метода не видно). Наилучшее доступное сейчас приближение к идеалу — это окисление ацетатов полисахаридов хромовым ангидридом в уксусной кислоте. Суть этого метода состоит в следующем. [c.96]

На фотодеструкцию оказывает влияние температура [32]. После 4 ч облучения хвойной сульфатной целлюлозы при 50 °С ее СП составляла около 800, а после облучения при 100 °С — 550. На основании полученных данных автор работы [32] пришел к заключению, что основной реакцией при фотодеструкции целлюлозы является расщепление гликозидных связей, а окисление играет лишь второстепенную роль. Однако, согласно другому мнению [39], кислород ускоряет распад цепей. [c.279]

Гемопротеид пероксидаза катализирует окисление ряда фенолов и ароматических аминов. Эстеразы контролируют образование и гидролиз сложных эфиров (из простых спиртов и кислот) липазы контролируют образование и гидролиз глицеридов высших жирных кислот. Карбогидразы катализируют расщепление гликозидных связей в простых гликозидах и полисахаридах. [c.716]

Основной характерной особенностью процесса расщепления углеводов по Смиту является более высокая чувствительность к кислотному гидролизу гликозидной связи в восстановленных продуктах периодатного окисления, чем в исходных соединениях. [c.112]

По этому, методу исследуемый полисахарид вначале окисляют перйодатом или тетраацетатом свинца, а затем образовавшийся полиальдегид обрабатывают фенилгидразином в разбавленной уксусной кислоте. Фенилгидразин расщепляет не только ацетальные группировки, но и часть гликозидных связей. Получаемые при этом оксиальдегиды превращаются в соответствующие озазоны. В этих условиях сохраняются только такие гликозидные связи, которые не препятствуют образованию озазонов из окисленных участков молекулы. Анализ образующихся при расщеплении продуктов позволяет получить ценные сведения о строении молекул полисахаридов. [c.116]

Структура и вид гликозидной связи устанавливаются классическими методами метилирования, периодатного окисления, расщепления по Смиту. Олигосахариды во многом близки к полисахаридам, поэтому методы исследования полисахаридов, изложенные выше, применимы также и при изучении структуры молекул олигосахаридов. [c.129]

Фенилгидразоны XXI при обработке избытком фенилгидразина в уксусной кислоте легко расщепляются с выделением гетероциклических оснований Расщепление N-гликозидной связи в диальдегидах существенно облегчается в присутствии избытка перйодата в реакционной смеси возможно, что это связано с пере-окислением — гидроксилированием промежуточного продукта по С-1. Подобного рода реакции хорошо известны при периодатном окислении производных углеводов в жестких условиях. [c.534]

Анализ продуктов периодатного окисления широко используется для установления строения олиго- и полисахаридов, а также различных производных моносахаридов. Этот подход был использован, в частности, и при выяснении строения мономерных компонентов нуклеиновых кислот. Таким путем была получена информация о размерах окисного цикла углеводного остатка в нуклеозидах месте связи этого остатка и пуринового основания в нуклеозидах конфигурации у гликозидного центра рибозы и о положении фосфатной группы в нуклеотидах, образующихся при расщеплении РНК . [c.532]

В щелочной среде происходит окисление полисахаридов по свободнорадикальному механизму. Целлюлоза, полученная при кислородно-щелочной варке, отличается повышенным содержанием карбонильных и карбоксильных групп. Образование карбонильных групп в положениях С(2), С(з) и С(й) инициирует статистическую деструкцию полисахаридных цепей по механизму реакции р-алкоксиэлимнннрования. Ионизация гидроксильной группы у С(2) (см. 16.3) благоприятствует появлению свободно-радикального центра у этого атома углерода и образованию затем карбонильной группы (схема 11.32). При расщепление гликозидной связи 1- 4 по реакции р-алкокси-элиминирования образуются редуцирующее и кередуцирующее концевые звенья. Появление редуцирующего концевого звена инициирует деполимеризацию, а нередуцирующее звено в форме дикетона либо перегруппировывается в концевое звено карбок-сифуранозида, либо окисляется далее с расщеплением связи С(2)-С(3) и образованием двух карбоксильных групп (см. 21.1). [c.352]

Наши знания о реакциях полисахаридов при кислородных способах делигнификации получены благодаря многочисленным экспериментам с низкомолекулярными соединениями [73, 74, 75, 77]. Наиболее важной реакцией, индуцируемой кислородными радикалами, является образование карбонильньй группы у j звена моносахарида, что приводит к расщеплению гликозидной связи пу тем -алкоксиэлиминирования (схема 11.5) [58, 101]. Аналогичным образом инициировать расщепление цепи может окисление в положениях Сд и Се- При одновременном окислении в положениях Сз и Сз образуется структура 2,3-дикетона, которая в щелочной среде может превращаться в звено карбоксифуранозида без расщепления цепи или легко распадаться [72, 78, 79, 84]. [c.243]

Углеводный фрагмент аденозина и гуанозина оставался неиден-тифицированным до 1911 г., когда Левин к Джекобе выделили его в кристаллической форме и охарактеризовали как О-рибозу, в то время еще не известную [18]. Значительные трудности возникли при исследовании уридина и цитидина, так как для расщепления гликозидной связи в этих соединениях требуются очень жесткие условия, при которых освободившийся сахар расщепляется далее. Однако если эти нуклеозиды предварительно прогидрировать, то образующийся гликозил-4,5-дигидропиримидин удается далее прогидролнзовать разбавленной кислотой до О-рибозы кроме того, было найдено, что одновременный гидролиз и окисление уридина бромистоводородной кислотой и бромом дает О-рибоновую кислоту [19]. Гуланд с сотрудниками [20] подтвердил наличие [c.16]

Своеобразный способ фрагментации молекул П.-расщепление по Смиту, включающее периодатное окисление, восстановление полученного полиальдегида в полиол действием NaBH4 и мягкий кислотный гидролиз, разрушающий ацетальные группировки (но не гликозидные связи моносахаридов, не затронутых периодатным окислением). Метод Смита часто позволяет получить фрагменты молекул П., недоступные при обычном кислотном или ферментатпвном гидролизе (стадия образования полиальдегидов не показана) [c.23]

Окисление перйодатом натрия в контролируемых условиях приводит к окислению вицинальных вторичных гидроксильных фупп (а-гликолевой диольной группировки) в пиранозных или фуранозных звеньях моносахаридов с расщеплением связей С -С] и образованием из среднего звена цепи полисахарида звена диальдегид-полисахарида (см. 21.1). При окислении концевого нередуцирующего звена происходит окисление группировки глицерина (триольной). Наличие гликозидной связи у 2-го атома углерода изменяет характер реакции окисления. Определяют расход перйодата на окисление и исследуют его продукты. Можно окисленный полисахарид восстановить борогидридом натрия и после этого гидролизовать. Используют также окислительное расщепление с помощью СГ2О3. [c.283]

Характер термических превращений при более высокой температуре зависит от температуры и скорости нагрева. При так называемой низкотемпературной термической обработке, т.е. при температурах 200...230°С, деструкция целлюлозы происходит в основном за счет аморфной части. Степень полимеризации падает уже довольно быстро и достигается ПСП, зависящая от происхождения целлюлозы и ее полиморфной модификации. Кристаллическая часть в этих условиях сохраняется. При низкотемпературной деструкции реакции расщепления цепей по гликозидным связям сопровождаются реакциями дегидратации, а в присутствии кислорода - и реакциями окисления. В результате реакций дегидратации в качестве летучего продукта выделяется вода, но частично происходит и распад глюкопиранозных звеньев, о чем свидетельствует образование СО и низкомолекулярных летучих альдегидов. Окисление спиртовых групп приводит к появлению в звеньях карбонильных и карбоксильных групп. Развитию реакции дегидратации способствует медленный нагрев. В результате низкотемпературной обработки получается так называемая ангидроцел-л юл оза, отличающаяся ИК-спектром и свойствами от исходной целлюлозы. [c.356]

Гидролиз НАД в кислых условиях привел к расщеплению его молекулы по р-гликозидным связям и по фосфоангидридной связи с образованием никотинамида [3, 43], аденина и двух молекул Д-рибозо-5 -фосфата [210]. Наличие фосфоэфирной связи по первичной тидроксильной группе рибозы (положение 5 ) следует из того, что при окислении перйодатом 1)-рибозо- [c.312]

Это различие открывает возможность избирательного расщепления окисленного перйодатом олигосахарида по ацетальным связям с сохранением гликозидных связей моносахаридных звеньев, не подвергшихся действию окислителя. Однако эта возможность не может быть реализована непосредственно, так как лабильность образ)- ющихся альдегидов к кислотам сильно осложняет картину гидролиза. Чтобы обойти это затруднение, необходимо стабилизовать альдегидные функции в молекуле окисленного олигосахарида. По методу Смита для этого прибегают к восстановлению боргидридом натрия, превращающему альдегидные группы в первичноспиртовые, а по методу Бэрри — к обработке продукта ок[1сления фенилгидразином в уксусной кислоте, в результате чего происходит отщепление альдегидов в виде фенилгидразонов. Очевидно, что деградация по Смиту и деградация по Бэрри приводят к избирательному расщеплению одигосахаридной цепи с образованием более низкомолекулярных фрагментов. Строение последних (включая конфигурацию гликозидных связей) может быть установлено обычными методами. [c.451]

Предосторожности при выделении. Критерии индивидуальности и нативности полисахарида. Сложность подбора условий для выделения полисахарида обусловлена главным образом тем, что строение его в момент выделения обычно не бывает известно. Нужно всегда учитывать, что полисахарид может содержать группировки, лабильные к кислотам, например гликозидные связи фураноз или 3,6-ангидрогексоз, а также группировки, лабильные к щелочам, например сложные эфиры, гликозиды р-окси-а-аминокислот, восстанавливающие концевые моносахариды с заместителем в положении 3 и др. В щелочной среде происходит заметная деструкция вследствие окисления кислородом воздуха. Поэтому применение жестких химических воздействий ведет часто к снижению среднего молекулярного веса, падению вязкости и т. д. Расщепление химических связей может происходить и при некоторых методах очистки, связанных с превращением полисахаридов в производные. Так, при регенерировании полисахарида из его ацетата будут неизбежно разрушены и другие сложноэфирные группировки, довольно часто присутствующие в полисахаридах. [c.488]

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]

Однако, пожалуй, главным достоинством расщепления по Смиту является йозможность частичного гидролиза полигидроксильного производного, получаемого из полисахарида . Поскольку гликозидные связи тех моносахаридных звеньев, циклическая форма которых разрушен.] окислением, превращаются в обычные ацетальные, резко возрастает их чувствительность к кислотам. Гидролиз 0,1 н. серной кислотой при комнатной температуре позволяет полностью расщепить ацетальные связи, не затрагивая сохранившиеся гликопиранозидные, и получить в общем случае наряду с обычными низшими оксиальдегидами и полиолами их гликозиды. Установление строения этих гликозидов дает сведения о последовательности мэносахаридных звеньев н конфигурациях гликозидных связей в исходном полисахариде. Часто в результате частичного гидролиза полигидроксильного производного образуется новый полисахарид с более простой, по сравнению с исходным полисахаридом, структурой [c.500]

Существует и другой метод частичного расщепления полиальдегида, известный как расщепление по Берри. Согласно этому способу, иолиальдегид обрабатывают фенилгидразином в разбавленной уксусной кислоте. При этом происходит более глубокий распад, соировождающийся деструкцией не только ацетальных, но и, частично, гликозидных связей. Из образующихся oк иaлIJдeги-дов получаются соответствующие озазоны. Гликозидные связи сохраняются лишь в случае, когда они не являются препятствием для образования озазонов из окисленных участков макромолекул. [c.67]

Важным промежуточным продуктом катаболизма пуринов служит ксантин. После расщепления Л -гликозидной связи гуанин превращается в ксантин в результате одностадийной реакции, катализируемой гидролитическим ферментом 1уаницдезаминазой. Распад производных аденина протекает у млекопитающих и птиц через дезаминирование аденина с последующим превращением в свободный гиноксаитии, который затем окисляется до ксаитина под действием ксантиноксидазы. Реакция окисления, катализируемая этим ферментом, [c.426]

Периодатное окисление применяется практически во всех случаях установления строения полисахаридов. Наиболее часто используется расщепление по Смиту во многих случаях оно помогает определить размер цикла и положение гликозидных связей. При окислении ра 1ветвленных полисахаридов по соотношению [c.468]

Реакция протекает довольно медленно при pH 7,4 время полупревращения дезоксиаденозин-5 -фосфата в 0,05 М растворе перекиси водорода составляет около 50 ч. Выход 7-Ы-окиси дезоксиаде-нозин-5 -фосфата невелик, так как идут многочисленные побочные процессы (расщепление N-гликозидной связи, окисление по С-2 и С-8 аденинового ядра). Стабильность 7-N-okh h дезоксиаденозин-5 -фосфата по отношению к кислотному и щелочному гидролизу не отличается заметно от устойчивости исходного нуклеотида при облучении УФ-светом 7-М-окись аденина переходит в 8-оксиаде- [c.391]

Продукты реакции. Среди продуктов окисления гуанозина, фотосенсибилизированного метиленовым синим или акридиновым оранжевым, идентифицированы гуанидин, рибозилмочевина, мочевина и рибоза. Рибоза также деградирует в данных условиях облучения. Отсутствие гуанина в продуктах реакции свидетельствует в пользу того, что расщепление N-гликозидной связи происходит только после частичного окисления пуринового ядра - Фото-окисление гуанина в присутствии люмихрома приводит к образова- [c.683]

СтереохиАшческие факторы, способствующие протонированию полуацетального атома кислорода в остатке сахара, могут иметь значение при ферментативном расщеплении нуклеозидов до свободных оснований и сахаров (точно так же, как при реакциях фосфоролиза). Кроме того, на стабильность гликозидной связи может влиять природа связи фермента с субстратом. Выше (стр. 39) уже говорилось об уменьшении стабильности гликозидной связи в результате влияния заместителей в гетероциклической системе и природы сахара. Аналогичным образом изменение электронной плотности у Сз и Сз, вызванное чисто химически.ми факторами (введением заместителей в кольцо), может вести к облегчению атаки на эти центры, как, например, при ферментативном окислении аденина и гуанина до мочевой кислоты. [c.361]

Более детальное изучение показало, что обработка диальдегида, полученного из аденозин-5 -фосфата, первичным амином при pH > 9 приводит к количественному образованию шиффова основания [190]. В нейтральных или слабокислых условиях последнее расщепляется на агликоновый фрагмент молекулы и неорганический фосфат. Восстановление шиффова основания боргидридом натрия дает кислотоустойчивый продукт. Количественный выход фосфата и агликона получается также при обработке окисленного перйодатом нуклеотида первичным амином в пределах pH 6—8, по-видимому через промежуточное образование ди-а-оксиамипа. На начальных этапах расщепления рибоза, по крайней мере частично, остается связанной с пурином (или пиримидином), но в щелочной среде или при pH 1 происходит разрыв гликозидной связи с образованием свободного гетероциклического основания. [c.399]

Углеводные составляющие углевод-белковых полимеров представлены олиго- или полисахаридами. Для устаиовлеиия их структуры применяют различные методы деградации кислотный и ферментативный гидролиз, периодатное окисление, метилирование и гидролиз, расщепление щелочами. Однако исследуемые биополимеры не всегда могут быть сразу подвергнуты деградации из-за нерастворимости, недоступности атакуемых участков вследствие пространственных затруднений и наличия заряженных групп, затрудняющих атаку расщепляющих реагентов. Существенные трудности для гидролиза представляют остатки аминосахаров и уроновых кислот, гликозидные связи которых устойчивы, поэтому предварительно часто осуществляют превращение этих остатков в производные, не затрудняющие гидролиз. [c.76]

Хотя полиолы уже и раньше применялись для детального изучения строения полисахаридов [9, 10], именно выявление большей по сравнению с обычными гликозидами неустойчивости спиртов типа IV к действию разбавленных кислот при комнатной температуре обеспечило создание нового и более эффективного метода контролируемой деградации полисахаридов [11]. Так, если углеводный остаток в полисахариде был расщеплен перйодатом, а затем восстановлен, то образующийся спиртовой фрагмент, будучи истинным ацеталем, лабилен к действию кислот. Если углеводный остаток, не затронутый при периодатном окислении, связан с расщепленным звеном, то гликозидная связь уцелевшего остатка относительно более устойчива к кислоте. Используя заметное различие в устойчивости истинных ацеталей и гликозидов, можно получать из самых разнообразных полисахаридов гликозиды моно-, ди- и олигосахариды, строение которых проливает свет на детали строения исходных полисахаридов [11—13]. [c.472]

Применение этих методов к полисахаридам с высоким молекулярным весом требует соблюдения условий, в которых образование формальдегида и углекислого газа протекало бы довольно быстро, ио не происходило бы ни гидролиза гликозидных связей, ни сколько-нибудь существенного случайного окисления макромолекулы. При нейтральных значениях pH случайные разрывы мальтодекстринов [олиго-(1 4)-а-Б-глюкопира-нозидов] сопровождают ожидаемое расщепление с восстанавливающего конца [19]. а-Декстрин Шардингера [циклогепта-(14)-а-т>глюкан], не будучи восстанавливающим соединением, не должен давать формальдегида, однако при его окислении через 22 час при pH 7 и 23° образуется [c.482]

Окончательно еще не доказано, являются ли все остатки сиаловой кислоты остатками N-ацетилнейраминовой кислоты. Однако все они связаны с соседним остатком в-галактозы кетозидной связью при современном состоянии знаний, касающихся химии сиаловых кислот [148], невозможно определить аномерную конфигурацию гликозидной связи. Были обнаружены три точки присоединения остатков сиаловых кислот к остаткам галактозы — через гидроксилы при С-З, С-4 и G-6. Остатки же ь-фукозы, по-видимому, присоединены в основном к галактозе через гидроксильную группу при С-З. Ферментативное расщепление -галактозидазой ясно показывает, что большая часть D-галактозных остатков имеет -конфигурацию и находится на предпоследнем месте. Это согласуется с данными, полученными при периодатном окислении гликоиротеина, не содержащего сиаловой кислоты. Возможно, что небольшое число галактозных остатков расположено дальше от редуцирующего конца, но количество этих остатков не превышает 10% общего содержания галактозы. [c.96]