Ферментативный гидролиз гликозидной связи

Ферментативное расщепление. Помимо химического гидролиза для частичного расщепления олигосахаридов применяют также ферменты, расщепляющие гликозидные связи — гликозидазы (см. стр. 399). Ферментативный гидролиз гликозидных связей протекает в чрезвычайно мягких (физиологических) условиях. Применение специфических гликозидаз позволяет производить избирательное расщепление олигосахаридов по вполне определенным типам связей. Кроме того, отношение данной гликозидной связи к ферменту, субстратная специфичность которого известна, позволяет сделать заключение о конфигурации этой связи, размере цикла моносахаридного остатка, его структуре и абсолютной конфигурации. Рассмотрим в качестве иллюстрации ферментативный гидролиз раффинозы. [c.449]

Кислотный или ферментативный гидролиз гликозидных связей в полисахариде может привести к образованию свободных моносахаридов, качественный и количественный анализ которых [c.291]

Необходимо отметить, что гликозидная связь отличается от других гидролизуемых связей тем, что в ней участвуют только а-электроны и не участвует система я-электронов. Таким образом, при ферментативном гидролизе гликозидной связи происходит поляризация только о-электронов. [c.12]

Пищевые углеводы — полимеры и димеры — подвергаются ферментативному перевариванию в пищеварительном тракте. В процессе переваривания происходит ферментативный гидролиз гликозидных связей, образуются мономеры, которые способны всасываться, поступать в кровь, а затем в ткани (рис. 6.1). [c.133]

Ферментативный гидролиз. В структурных исследованиях углевод-белковых полимеров важная роль принадлежит ферментам, специфически отщепляющим определенные сахара или гидролизующим гликозидные связи определенного типа. Характерной особенностью ферментативного гидролиза является гидролиз до низших олигосахаридов, которые в отличие от высших плохо расщепляются ферментами. [c.79]

Пространственное строение и свойства молекулы лизоцима разбирались в гл. III, где изложена проводимая лизоцимом реакция гидролиза полисахаридов (аминосахаров). Рентгеноструктурные данные позволили с достаточной достоверностью описать акт катализа [I], что является очень редким событием не только в ферментативном, но и в общем гомогенном и гетерогенном катализе. Здесь будет обращено внимание лишь на основные черты гидролиза гликозидной связи, проводимого лизоцимом. [c.179]

Несомненно, что специфичность ферментов объясняется в первую очередь совпадением пространственных конфигураций субстрата и субстратного центра фермента. Видимо, только тогда, когда совпадение это достаточно полно, может образоваться фермент-субстратный комплекс и, следовательно, начаться процесс ферментативного катализа. Выяснение третичной структуры некоторых белков-ферментов полностью оправдало такую точку зрения. Ткк, в молекуле лизоцима (фермент, ускоряющий гидролиз гликозидных связей в полисахаридах клеточной стенки бактерий) обнаружена выемка (щель) (см. рис. 34) для присоединения субстрата. В эту выемку плотно входит участок молекулы субстрата протяженностью ровно в шесть звеньев [c.110]

Несмотря на быстроту катализируемого кислотами гидролиза, предпочтение следует отдать ферментативному гидролизу. Дело в том, что ферменты не только быстро расщепляют гликозидные связи, но и обладают высокой селективностью. Так, например, а-ь-глюкозидаза из дрожжей действует только на гликозидные связи при С1 а-аномера глюкозы. Напротив, -ь-глюкозидаза, которая содержится в эмульсине миндаля, специфична по отношению к р-глюкозидным связям. [c.432]

Как известно, реакции ферментативного гидролиза весьма специфичны для расщепления определенного типа полисахарида и вида гликозидной связи пригоден только строго определенный [c.123]

Конфигурацию гликозидных связей дисахаридов можно установить расчетом удельного вращения по правилу Кляйна [191]. Для определения конфигурации гликозидных связей в средних и высших олигосахаридах проводят их ступенчатое расщепление, а затем определяют конфигурацию гликозидных связей в отдельных звеньях, содержащих одну-две гликозидные связи. На основании полученных результатов вычисляют удельное вращение всего олигосахарида [99]. Определение конфигурации гликозидных связей может быть осуществлено также исследованием продуктов ферментативного гидролиза. Отношение данной гликозидной связи к ферменту с известной субстратной специфичностью позволяет сделать заключение о конфигурации этой связи. Сложность определения конфигурации связей этим методом состоит в трудности получения [c.126]

Ферментативный гидролиз гликозидов. Этот наиболее старый метод определения конфигурации гликозидов, использованный впервые Э. Фишером, основан на том, что природные ферменты, выделяемые часто, как и соответствуюш,ие гликозиды, из растительных объектов, обладают строгой стереоспецифичностью. В частности, ферменты, расщепляющие гликозидные связи (гликозидазы), разделяются на а-глико-зидазы, расщепляющие только а-гликозиды, и р-гликозидазы, расщепляющие р-гликозиды. Наиболее употребительными среди первых является а-мальтаза, среди вторых — эмульсин. Для установления кон- фигурации у гликозидного атома исследуемый гликоз.ид подвергают гидролизу тем или иным ферментом и, в зависимости от того, а- или Р-гликозидаза вызовет гидролиз, относят гликозид к тому или иному типу. [c.45]

Для установления типа гликозидной связи (а- или Р-) применяют методы ферментативного гидролиза различными гидролизующими ферментами (гидролазами), мягкий кислотный гидролиз и лр. ИК-спектроскопию используют для установления конфигурации гликозидной связи, наличия в макромолекуле полисахарида тех или иных функциональных групп, а также для изучения водородных связей. В последние годы для изучения химического строения полисахаридов все большее значение приобретает метод С-ЯМР-спектроскопии. [c.283]

Для определения конфигурации гликозидной связи между остатками моносахаридов использовали в основном ферментативный гидролиз. Например, сахарозу идентифицировали как а-О-глюкопиранозид, так как она гидролизуется мальтазой — ферментом, гидролизующим исключительно а-глюкопиранозиды. Этот дисахарид шению [c.204]

Определение конфигурации гликозидных связей в олигосахаридах является сложной задачей, общего решения которой до сих пор не предложено. Для этой цели применяют те же методы, что и для других гликозидов, т. е. расчет удельного вращения и ферментативный гидролиз. [c.445]

Ферментативный гидролиз гликозидной связи включает гетеролиз С1-0-СВЯЗИ, что показано при изучении гидролиза 0-мечс-ных гликозидов [c.24]

Ферментативный гидролиз гликозидных связей ш ьИго—о1ратимая реакции. Поэтому при использовании гликозидаз для частичного гидролиза необходимо исследовать синтетазную активность фермента и применять разбавленные растворы, что смещает равновесие в сторону гидролиза. В противном случае возможны серьезные ошибки, связанные с наличием в гидролизате олигосахаридов, образующихся синтетическим путем, которые можно принять за продукты деструкции исследуемого. [c.450]

Известный интерес представляют пектины и пектинаты, растворяющиеся в воде с образованием плотных гелей. Полностью метилированная пектовая кислота содержит около 14% метоксилов, но природные продукты содержат и карбоксильные группы. В зависимости от того, метилировано больше или меньше 50% карбоксильных групп, различают Н- и -пектины, отличающиеся коллоиднохимической и желирующей активностью. Щелочные пектины хорошо растворимы, поскольку солеобразующий одновалентный катион связан лишь с одной полимерной цепью остатков /)-галактуроновой кислоты. Пектины разрушаются щелочами и легко подвержены термоокислительной и ферментативной деструкции. Фермент пектин-эстеразы каталитически расщепляет эфирные связи с выделением карбоксильных групп и метанола. Фермент полигалактуроназы гидролизует гликозидные связи. Подобная лабильность пектинов обусловливает их неперспективность как защитных коллоидов. [c.187]

Принципиальным преимуществом ферментативного гидролиза перед кислотным является его специфичность, позволяющая не только устанав- ливать строение полисахарида по сохранившимся фрагментам, но и по-, лучать определенные сведения о гликозидных связях, разорвавшихся при гидролизе. Однако для того, чтобы судить об этом достаточно определен-, но, необходимо знать специфичность данного фермента. Специфичность разных ферментов может различаться очень сильно. Некоторые из них катализируют гидролиз гликозидных связей определенной конфигурации нескольких родственных моносахаридов, другие специфичны как к кон--фигурации гликозидного центра, так, и к остатку моносахарида, а третьи, требуют определенного расположения моносахаридов, удаленных от расщепляемой гликозидной связи. Так, например, амилазы обладают прак- тически абсолютной специфичностью, вызывая расщепление то ько х-1- -4-связей О-глюкопираноз в крахмалоподобных полисахаридах , и чрезвычайно чувствительны даже к незначительным изменениям структуры субстрата. В общем случае специфичность действия фермента Может Зыть очень сложной, а, влияние неизвестных ранее структурных особен- [c.510]

Ферментативная деструкция целлюлозы происходит, как правило, под действием не отдельных ферментов, а полиферментных систем (комплексов). Ферментам, входящим в состав этих систем, присуща определенная специализация одни из них эффективно гидролизуют внутренние гликозидные связи между моносаха-ридными остатками, удаленными от концов полисахарида (их называют эндодеполимеразы, эндоглюканазы, эндоферменты) другие предпочтительно расщепляют внещние гликозидные связи, находящиеся на концах полисахаридной молекулы (экзодеполимеразы, экзоглюканазы, экзоферменты). Глюкозидазы осуществляют гидролиз гликозидных связей ди- и олигосахаридов [1]. [c.59]

Гидролиз гликозидных связей в макромолекулах полисахаридов ГМЦ можно осуществлять не только при помощи кислот, но и с использоваипем бпокатализаторов — ферментов. Ферментативный гидролиз (ФГ) гемнцеллюлоз постоянно в огромных масштабах происходит в природе. Под действием ферментов гидролизуются ГМЦ растительных материалов, и образующиеся продукты используются для жизнеобеспечения микроорганизмов и высших форм живых организмов. ФГ полисахаридов, особенно пектинов и ГМЦ, лежит в основе взаимодействия патогенов с растениями [53]. Продукты биоконверсии растительных полисахаридов, в том числе ГМЦ, потенциально играют значительную роль в создании кормовой базы животноводства. Однако большая часть этих полисахаридов не используется в данном направле-нпи, а разлагается ферментами почвенных микроорганизмов, включаясь в общий кругооборот веществ на Земле. Важное значение ФГ гемнцеллюлоз имеет в живой клетке ири образоваипи клеточных оболочек (см. гл. 1). [c.223]

Метод, основанный на торможении ферментов, дает информацию о концевых нередуцирующих сахарах углеводных цепей, ответственных за специфичность. Хотя некоторые метилгликозиды, а также ди- или трисахариды тормозят ферментативное разрушение групповых веществ, считают, что торможение происходит в результате отщепления свободных сахаров при гидролизе гликозидных связей. Например, активность Н-фермента из Т. foetus не подавляется метил-а- или метил- 3-фукопиранозидами, а препараты не содержат фермента, способного расщеплять эти гликозиды [147). С другой стороны, активность В-фермента тормозится а- и 3-галактозидами (табл. 10), а неочищенные препараты этого фермента из Т. foetus содержат а- и Р-галактозидазы [148], отщепляющие от этих субстратов галактозу. [c.188]

Наконец, еще одни механизм может быть обусловлен по аышением скорости ферментативного или кислотного гидролиза гликозидной связи вследствие возможного увеличения положительного л-заряда атома азота этой связи при возбуждении [193]. Результаты расчетов методом ССП МО ЛКАО с учетом конфигурационного взаимодействия [92] показывают, что заметное увеличение заряда ( =0,2) имеет место только в Т (У). Возникающие в силу этого выпадения Т (У) из ДНК приводят к транзициям А — Т (У) - Г — Ц, трансверсиям и делециям. Последние могут возникать также из-за неспособности гидратированного Ц в катионной (или иминной) форме спариваться с основаниями, а также вследствие образования фотодимеров. Все эти возможности, по-видимому, объясняют неидентифицироваиные в эксперименте мутации. [c.55]

Таким образом, соседняя ацетамидная группа, если она находится в трансположении по отношению к уходящей группе, может контролировать сохранение конфигурации расщепляемой гликозидной связи. Можно было бы полагать, что сохранение конфигурации связи в катализе лизоцимом обусловлено также наличием этой группы, если бы не одно обстоятельство. Выяснилось, что лизоцим не требует обязательного присутствия ацетамидной группы в кольце по соседству с расщепляемой связью. Так, хотя лизоцим и разрывает связь у N-ацетилглюкозаминовых остатков от 2 до 20 раз быстрее, чем у глюкозных [121 —123], но расщепление гликозидной связи у 2-дезоксиглюкозного остатка идет еще быстрее [123]. Наконец, по данным Брюса с сотр. [119, 120], эффективность внутримолекулярного нуклеофильного участия ацетамидной группы существенно зависит от свойств уходящей группы субстрата. Тогда этот механизм для ферментативного гидролиза полисахаридов, где уходящая группа плохая , не имеет особого значения. [c.179]

Рассмотрим лишь один наиболее простой пример ферментативный гидролиз полисахаридов. Распространенг ный фермент животных организмов (лизоцим) специфически расщепляет гликозидные связи -1 — 4-связанных [c.30]

Экзофермент, катализирующий гидролиз р-О-глюканов с 1- 3-связями, в частности ламинарина, до глюкозы (избегая строгой номенклатуры, назовем его ламинара-зой), высоко специфичен к типу гликозидных связей, т. е. расщепляет только связи 1->-3. Поэтому, если изучаемый полисахарид под действием ламинаразы претерпевает полный гидролиз, можно уверенно утверждать, что он имеет регулярную структуру и построен только из р-В-глюкопиранозных звеньев, соединенных 1->-3-связями. Иными словами, исследование полисахарида при помощи ферментативного гидролиза дает сразу сведения и о мономерном составе, включая конфигурацию и положение межмономерных связей, и о ближнем порядке звеньев, и о дальнем порядке остатков в цепях. На первый взгляд может показаться, что применительно к регулярному неразветвленному полисахариду ферментативный гидролиз дает информацию такого же характера, что и обычный мономерный анализ при помощи метилирования (если отвлечься от конфигурации гликозидных связей). Мы сейчас увидим, однако, что это не соответствует действительности. [c.103]

Наверное, нет растений, которые не содержали бы в той или иной своей части какого-либо соединения со структурой пиранового цикла это ка-техины, кумарины, флавоноиды, анто-цианы. Особенно широко распространены два последних класса. Обычно все они в растениях находятся в виде гликозидов разной структуры, т.е. все эти соединения относятся к группе агликонов, поскольку имеют по несколько фенольных гидроксилов. Освобождаются все они от углеводной части достаточно легко либо химическим (кислотным), либо ферментативным гидролизом. Например, кумарин, находящийся в растениях в виде гликозида, при сушке срезанной травы высвобождается в свободном виде и придает высушенной траве (сену) характерный приятный запах. Другое соединение этого класса — кверцетин, связанный гликозидной связью с дисахаридом (О-глюкоза, +1-рамноза) образует соединение под названием рутин (схема 8.2.3), которое относится к витаминам группы Р, регулирующим [c.205]

Из продуктов полного распада ДПН ясно, что фрагмент, связанный с пирофосфатной системой, содержит никотинамид и одну молекулу рибозы. Ультрафиолетовый спектр продукта ферментативного гидролиза (XVI) ясно указывает на то, что последний является четвертичной пи-ридиниевой солью, а его распад под действием кислот на никотинамид. рибозу и фосфорную кислоту свидетельствует о том, что он является N-гликoзидoм. Отсюда следует, что этот фрагмент представляет собой фосфат (-3-кар боксамидопиридил) рибозида. Место связи остатка фосфорной кислоты в (XVI) было доказано наличием в нем свободной (1-гликольной системы, чем полностью подтверждалось строение (XVI), а тем самым и ДФПН, которому на основе этих данных может соответствовать только формула (XV). Единственный оставшийся невыясненным вопрос о конфигурации гликозидного центра в рибозном остатке, связанном с никотинамидом, был решен прямым синтезом (XVI) (см. ниже). [c.236]

В гликопротеинах гликозидная связь осуществляется либо за счет гидроксильных групп боковых групп, либо с участием азота аспарагина, хотя известен один пример 5-замещения в белке мочи, из которого был выделен дигалактозилцистеин [14]. Однако во всех случаях углевод теряется при мягком кислотном гидролизе. Лучшим является способ, когда кислотному гидролизу предшествует ферментативное удаление углеводных остатков, так как присутствие последних может приводить к деструкции аминокислот в процессе гидролиза. [c.232]

Эти замечания непосредственно относятся к вопросу эффективности катализа, поскольку известные механизмы гидролиза ацеталей подразумевают участие оксокарбониевых интермедиатов. Известно, что в катализируемой лизоцимом реакции происходит разрыв гликозидной связи С—О, поэтому в качестве интермедиата ферментативной реакции предполагается циклический оксокарбониевый ион (89). Последний содержит планарный р -гибридизованный атом С-1, так же как и (88), и можно пред- [c.530]

Первичная структура целлюлозы установлена в 1930-х годах. При анализе этого полисахарида методом метилирования образуется более 90 % 2,3,6-три-0-метил-Л-глюкозы следовательно, молекулы целлюлозы в основном линейны. Поскольку при частичном гидролизе целлюлозы образуется целлобиоза (6), этот полисахарид содержит р-(1->4)-связи, р-Конфигурация внутримолекулярных гликозидных связей подтверждена ферментативным анализом. Определение длины цепи по содержанию концевых групп в случае в основном линейных молекул неточно и дает очень низкие значения (- 200 моносахаридных звеньев) из-за деструкции в ходе анализа. Длина молекулы целлюлозы, определенная физическими методами, составляет до 10 000 остатков D-глюкозы. Изучение кинетики гидролиза целлюлозы показало, что свыше 99 % связей в ее молекулах имеет один и тот же характер (р-1,4-связи) [94]. Существование в молекулах целлюлозы связей другого типа не доказано. [c.239]

Поскольку многие гликопротеины содержат лишь небольшое количество углеводов, для их анализа могут быть использованы протеолитические ферменты (например, проназы) при обработке этими ферментами образуются гликопептиды с небольшим числом аминокислотных остатков, к которым присоединены интактные углеводные звенья. Такие гликопептнды анализируют [188] классическими методами периодатного окисления [189] и метилирования, а также последовательным ферментативным гидролизом (см. разд. 26.3.2.11) для идентификации моносахаридных звеньев, в результате которого получают единственный аминокислотный остаток, связанный с моносахаридным звеном. Установлено, что осуществляются только два типа такой связи 0-гликозидная связь с серином, треонином, гидроксипролином и гидроксилизином, и Л -гликозидная связь с аспарагином. Показано, что в образовании таких связей могут участвовать только пять моносахаридов -арабиноза, D-ксилоза, D-галактоза, 2-ацетамидо-2-дезокси-0-глюкоза и 2-ацетамидо-2-дезокси-0-галактоза. [c.265]

Отдельные цепи расположены в форме пучков, создавая пространственную структуру целлюлозы, которая стабилизована за счет водородных связей. При кислотном или ферментативном гидролизе целлюлоза расщепляется с образованием )-глюкозы. Условия проведения реакций можно варьировать таким образом, что будут получаться преимущественно олигосахариды, например целлобиоза, целлотриоза, цел-лотетроза и т. д. Под действием фермента амилазы, который вызывает расщепление лишь сс-гликозидных связей, целлюлоза не расщепляется. Ферментов, способных вызвать расщепление р-гликозидных связей, в пии еварительном тракте человека нет. Поэтому человек в отличие от животных не может переваривать целлюлозу, но она является необходимым для нормального питания балластным веществом. [c.643]

Установление строения. Для установления строения гликозидов, содержащих один моносахаридный остаток, необходимо установить природу моносахарида, строение агликона, размер окисного цикла моносахаридного остатка и конфигурацию гликозидной связи. Для решения первой задачи проводят гидролиз гликозида, после чего идентифицируют образовавшийся моносахарид (см. гл. 14) и производят установление строения или идентификацию агликона методами, принятыми в соответствующих разделах органической химии. Для полифункциональных агликонов задача осложняется тем, что при этом возникает необходимость выяснения места присоединения углеводного остатка к агликону. Кроме того, некоторые природные агликоны (например, агликоны сердечных гликозидов) лабильны в кислой среде, что затрудняет получение неизмененного агликона при гидролизе. В таких случаях прибегают к ферментативному гидролизу (см. стр. 208) или используют некоторые специальные приемы (см., например, " ). Многие природные гликозиды содержат несколько моносахаридных остатков, соединенных друг с другом О-гликозидными связями. Установление строения таких соединений включает помимо решения перечисленных задач установление строения олигосахаридной цепи (или цепей) методами, применяемыми в химии олигосахаридов (см. гл. 16). Для определения размера окисного цикла моносахаридного остатка применяют два метода метилирование и перио-датное окисление. Первый метод заключается в получении метиловых эфиров гликозидов и их последующем гидролизе метилированию подвергаются все спиртовые гидроксилы моносахаридного остатка, за исключением того, который принимал участие в образовании окисного цикла исходного гликозида. Поэтому установление положения метоксильных групп в полученном при гидролизе метилированном моносахариде позволяет установить, который из спиртовых гидроксилов участвовал в образовании цикла. [c.206]

Для того чтобы гликозид гидролизовался под действием этого фермента необходима р-конфигурация гликозидной связи и соответствующая глюкозе стереохимия гидроксильных групп у Сз, Сд и С4 остатка моносахарида таким образом, гидролизу подвергаются лишь p-D-глюкопирано-зиды и (с меньшей скоростью) p-D-ксилопиранозиды. Введение электронооттягивающих групп в агликон увеличивает скорость гидролиза фенольных гликозидов . Следовательно, лимитирующая процесс стадия ферментативного гидролиза состоит в атаке нуклеофильной группы фермента на гликозидный центр. [c.400]

Установлено, что агар является смесью полисахаридов агарозы и агаропектина отличающихся по содержанию сульфатных групп и некоторым другим показателям детальное строение агаропектина еще не выяснено. 1 лавный компонент смеси — агароза — построен из D-галактозы и 3,б-ангидро-/.-галактозы методом метилирования установлено, что остатки D-галактопиранозы замещены в положении 3, а остатки 3,б-ангидро-/--галактозы — в положении 4. При мягком кислотном гидролизе агароза с высоким выходом превращается в дисахарид агаро-биозу 11, а при ферментативном — в неоагаро иозу 111, что окончательна доказывает положение и конфигурацию гликозидных связей и свидетельствует о высокой регулярности строения агарозы [c.537]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология