Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → біохімія людини
««   ЗМІСТ   »»

ПОЛІСАХАРИДИ (ГЛІКАНИ)

Полісахариди (глікани) представляють собою високомолекулярні продукти поліконденсації моносахаридів, іноді містять десятки і сотні тисяч залишків моносахаридів, з'єднаних глікозіднимі зв'язками. Полісахариди ділять на гомо- і гетерополісахаріди в залежності від того, побудовані їх молекули із залишків моносахаридів одного виду або із залишків різних моносахаридів, а також на лінійні і розгалужені; полісахариди розрізняють також за типом зв'язку між моносахаридними залишками.

Число зустрічаються в природі полісахаридів надзвичайно велике, але найважливіші з них - целюлоза, крохмаль, глікоген.

Найбільш важливий резервний полісахарид в клітинах рослин - крохмаль, а в клітинах тварин - глікоген. І крохмаль і глікоген містяться всередині клітин в вигляді великих кластерів, або гранул. Їх молекули мають багато гідроксильних груп і тому сильно гідратованих. При екстрагуванні крохмалю і глікогену гарячою водою з гранул утворюються каламутні колоїдні розчини або суспензії.

крохмалем багаті бульби (наприклад, картоплі) і насіння (особливо кукурудзи), проте здатністю синтезувати крохмаль володіють майже всі клітини рослин.

Молекули крохмалю є розгалужені ланцюги з двох полімерів глюкози: амілози і амілопектину (рис. 8.15). Амилоза складається з довгих нерозгалужених ланцюгів залишків глюкози. Молекулярна маса таких ланцюгів коливається від декількох тисяч до 500 000.

Складові елементи крохмалю

Мал. 8.15. Складові елементи крохмалю: а - амплела, лінійний полімер, що складається мул залишків D-глюкози; б - будову точки розгалуження ланцюга амілопектину

Амілопектин також має велику молекулярну масу, але на відміну від а- амілози його ланцюга сильно розгалужені.

При варінні картоплі відбувається екстракція амілози гарячою водою, в результаті чого вода починає опалесцировать і набуває молочний відтінок. У вареному картоплі основну частину крохмалю становить залишився амилопектин.

глікоген - основний резервний полісахарид в клітинах тварин. Його роль аналогічна ролі крохмалю в клітинах рослин. Подібно амілопектину, глікоген - розгалужений полісахарид, що складається із залишків D-глюкози, пов'язаних один з одним. Але в порівнянні з амілопектину він значно більш розгалужений і компактний. У найбільшій кількості глікоген міститься в печінці, де на його частку припадає до 7% загальної маси органу. У клітинах печінки глікоген присутній у вигляді великих гранул, що складаються з менших гранул. Останні утворені поодинокими, сильно розгалуженими молекулами глікогену середня молекулярна маса яких в кілька мільйонів. З цими ж гранулами міцно пов'язані ферменти, відповідальні за синтез і розпад глікогену.

Глікоген є також в скелетних м'язах.

У шлунково-кишковому тракті глікоген і крохмаль розщеплюються амілазами. Слина і секрет підшлункової залози містять а-амілази, гідролізуючі ефірні зв'язку в розташованих зовні гілках глікогену і амілопектину. При цьому вивільняється D-глюкоза, невелика кількість мальтози і залишається стійке по відношенню до амілази «ядро», яке називають залишковим декстрином. Декстрини - клейкі речовини. Вони складають основу для приготування різних клеїв.

а-Лмілаза не здатна атакувати зв'язку в точках розгалуження і тому не гідролізує залишковий декстрин. Це робить спеціальний фермент - а-глюкозидази. Після гідролізу зв'язків в точках розгалуження цим ферментом для дії а-амі- лази стає доступною ще одна група a-зв'язків. Після їх розщеплення оголюється наступний набір точок розгалуження, які піддаються нової атаки а-глюкозидази. Так, в результаті спільної дії а-амілази і а-глюко- зідази глікоген повністю розщеплюється з утворенням глюкози і невеликих кількостей мальтози.

У клітинах тварин глікоген розщеплюється під дією іншого ферменту, а саме глікогенфосфорилази, яка розщеплює глікоген з освітою не глюкози, а глюкозо-1-фосфату.

Що міститься в солоді фермент Р-амілаза відрізняється від а-амілази тим, що гідролізує a-зв'язку крохмалю не підряд, а через одну, з утворенням головним чином мальтози і лише невеликих кількостей глюкози. Слід мати на увазі, що індекси а й р в назвах амілаз не мають ніякого відношення до індексів а й р в позначеннях глікозидних зв'язків, а використовуються просто для розрізнення двох типів амілаз.

Багато полісахариди служать позаклітинними опорними елементами в стінках клітин одноклітинних мікроорганізмів і вищих рослин, а також на зовнішній поверхні клітин тварин.

Інші полісахариди входять до складу сполучної тканини хребетних і зовнішнього скелета (екзоскелета) членистоногих. Структурні полісахариди захищають клітини, тканини і органи, надають їм форму і підтримують її.

Існує велика кількість різних структурних полісахаридів. На прикладі одного з них - целюлози - можна бачити, як специфічна молекулярна організація речовини пристосована для виконання певної біологічної функції.

целюлоза - міцне волокнисту водонерозчинного речовина - міститься в стінках клітин рослин, головним чином в гілках, стеблах, а також в стволах та інших дерев'янистих частинах рослин.

Деревина складається в основному з целюлози та інших полімерних речовин, бавовна - майже цілком з целюлози. Целюлоза - найпоширеніший позаклітинний структурний полісахарид в рослинному світі і найпоширеніший в природі біополімер.

Целюлоза є лінійним, нерозгалуженим гомополісахаридів, що складається з 10 000 і більше залишків D-глюкози, пов'язаних один з одним (1 -> 4у глікозіднимі зв'язками; в цьому відношенні вона подібна до амилоза і лінійними ділянками ланцюгів глікогену.

Але між цими полісахаридами існує одне дуже важлива відмінність: в целюлозі ефірні зв'язку мають p-конфігурацію, а в амилоза, амілопектину і глікогену - a-конфігурацію. Це, здавалося б. незначне розходження в будові целюлози і амілози призводить до вельми істотних відмінностей в їх властивостях.

Завдяки геометричним особливостям a-зв'язків лінійні ділянки полімерних ланцюгів в молекулах глікогену і крохмалю прагнуть прийняти скручену, спіральну конформацію, що сприяє утворенню щільних гранул, які і виявляються в більшості тварин і рослинних клітин. а-Зв'язки глікогену і крохмалю легко гідролізуються а-амілазою шлунково-кишкового тракту хребетних, а що утворюється при цьому D-глюкоза потрапляє в кров і далі використовується в енергетичному обміні.

В целюлозі через а-конфігурації зв'язків її полімерні ланцюги сильно витягнуті і з'єднуються один з одним пліч-о-пліч, утворюючи довгі нерозчинні нитки - фібрили. р-Зв'язки в молекулі целюлози НЕ гідролізують а-амілазами.

Оскільки в кишечнику хребетних немає ферменту, здатного гідролізувати целюлозу, вона не перетравлюється і її D-глюкозні залишки не можуть служити їжею для більшості вищих організмів.

Серед хребетних тільки велика рогата худоба і інші жуйні (вівці, кози, верблюди, жирафи і т. Д.) Можуть використовувати целюлозу в якості їжі. Однак роблять вони це досить незвичайним способом.

Велика частина кишечника корови, складова 15% загальної маси її тіла, доводиться на частку чотирьох послідовно з'єднаних один з одним шлунків. Перші два з них складають так званий рубець. Вміщені в ньому мікроорганізми секретують целлюлазу - гидролизующий целюлозу фермент - і розщеплюють целюлозу до глюкози. Глюкоза сбраживается до жирних кислот, діоксиду вуглецю і газоподібного метану СН4. Утворилися жирні кислоти всмоктуються в кров корови, проникають в тканини і використовуються як паливо. Метан і С02, які виробляються зі швидкістю 2 л / хв, постійно виводяться за допомогою мимовільного процесу, що нагадує ледь вловимий на слух відрижку.

В інших двох шлунках жуйних мікроорганізми, які зробили свою справу, перетравлюються ферментами, секретується слизової шлунка. При цьому утворюються амінокислоти, цукру і інші продукти, які всмоктуються і використовуються в організмі в якості поживних речовин. Таким чином, між коровою і населяють її рубець мікроорганізмами встановлюються відносини симбіозу.

Щорічно величезні кількості целюлози синтезуються рослинами, причому не тільки дикорослими, але і культурними. Розрахунки показують, що на частку кожного, хто живе на Землі людини рослини щодня напрацьовують приблизно 50 кг целюлози.

Целюлоза знаходить широке застосування в промисловості. Деревина, бавовна, папір і картон майже повністю складаються з целюлози. Целюлоза використовується також для отримання штучного шовку, ізоляційних, будівельних і пакувальних матеріалів.

Велике значення для життєдіяльності організмів мають гібридні (змішані) углеводсодержащие біополімери, звані також глікокон'ю- Гатамі. Співвідношення компонентів в молекулах різних глікокон'югатов може коливатися в широких межах.

Серед цих біополімерів розрізняють глікопротеїди (Містять пептидні і полісахаридні або олігосахаридні ланцюга), гліколіпіди (Побудовані з полісахаридних або олігосахаридних ланцюгів і ліпідного компонента), гліколіпопротеіди (Містять вуглеводні, ліпідні і білкові компоненти), тейхоевие кислоти (В молекулах до ланцюга поліспиртів приєднані амінокислоти і моносахариди), нуклеїнові кислоти (див. Розд. 8.5).

  1. Позиційна інформація та картування бластодерми у дрозофіли - генетика
    Доля клітин бластодерми, що утворюються в результаті перших поділів дроблення в яйці дрозофіли, т. Е. Детермінації, залежить від їх положення по відношенню до довгої осі яйця. У той же час диференціювання ровка статі у дрозофіли автономна і в кожній клітині визначається співвідношенням статевих
  2. Поясна звивина - нейрофізіологія
    Сучасні дослідження підтвердили припущення Пайпеца, що існує вхідний шлях до поясної звивині від маміллярних тел через передневентральное ядро таламуса і вихідний шлях до гиппокампу, однак крім цих зв'язків у поясної звивини виявлено ще багато інших: шляхи до мигдалині, до перегородки, до
  3. Потреби - вікова фізіологія і психофізіологія
    Потреба - специфічна (сутнісна) сила живих організмів, забезпечує їх зв'язок із зовнішнім середовищем з метою самозбереження і саморозвитку, джерело активності живих систем в навколишньому світі. біологічні потреби спрямовані на збереження цілісності індивіда і виду. Вони визначають формування
  4. Потреба і нормування білків в харчуванні - фізіологія харчування
    Потреба в білках дорослого здорової людини залежить від віку, статі, фізичної активності, виду праці, фізіологічного стану. Для дорослої людини при змішаному рослинно-тваринний раціоні білка потрібно приблизно 1 г на 1 кг маси тіла. Споживання білка вище 1,5 г / кг небажано, а більше 2 г /
  5. Поширення мікрофлори з порожнини рота, діагностика хронічного орального сепсису - стоматологія. Ендодонтія
    Бактерії, наявні в порожнині рота, постійно проковтують. Кількість і видовий склад мікрофлори при хворобах зубів, народонта, слизової порожнини рота, негігієнічні стані рота і наявності протезів зростає. Якщо інтенсивність карієсу зубів висока, це може бути потенційним фактором поширення інфекції
  6. Порушення нюхової чутливості - фізіологія вищої нервової діяльності та сенсорних систем
    Порушення нюху можуть виникнути в результаті поразок на різних рівнях цієї системи від рецепторного апарату до коркових областей. Самі нюхові рецептори схильні до всіляких впливів з навколишнього середовища: хімічні речовини, алергени, різкі перепади температури і вологості, інфекції, куріння
  7. Поняття вітаукту - вікова фізіологія і психофізіологія
    Вітаукт (від лат. vita - життя і aucto - безперервно збільшую, примножувати) - механізми, спрямовані на збереження життєздатності, протистояння старості. На психологічному рівні формами вітаукту є активність особистості, здатність до навчання, підтримку позитивного настрою. розрізняють старість
  8. Пологи - кровообіг, дихання, видільні процеси, розмноження, лактація, обмін речовин
    Пологи - складна реакція організму вагітної самки, що виникає в зв'язку з завершенням розвитку плода і виражається у виведенні з матки плоду і плодових оболонок. Пологів передують певні структурно-фізіологічні зміни в організмі самки. Ці зміни є попередниками пологів, починають проявлятися
© 2014-2021  ibib.ltd.ua