5.3.2. Гетерополісахариди

До гетерополісахаридів відносять полісахариди, молекули яких складаються з залишків різних моносахаридів. До таких полісахари­дів належать полісахариди сполучної тканини хондроїтинсульфати, гіалуронова кислота, гепарин. Всі вони мають лінійний вуглецевий ланцюг і дисахаридний фрагмент, який регулярно повторюється на всій довжині ланцюга, званий повторюваною ланкою.

Гіалуронова кислота. Є одним з найбільш розповсюджених полісахаридів сполучної тканини. Міститься в хрящах, пуповині, суглобній (синовіальній) рідині, скловидному тілі. Повторюваною ланкою гіалуронової кислоти є D-глюкуронова кислота і N-ацетил-D- глюкозамін, сполучені β-1,3-глікозидним зв'язком. Зв'язок між дисахаридними фрагментами – β-1,4 :

Молекулярна маса гіалуронової кислоти коливається від 1600 до 6400. Цей полісахарид має високу в'язкість, це забезпечує непро­никність сполучної тканини для бактерій.

В тканинах гіалуронова кислота сполучена в комплексі з білком за рахунок ковалентних зв'язків.

Хондроїтинсульфати один з головних компонентів хряща. Вони містяться також у шкірі, сухожиллях, склері, кістках. Повторюваною ланкою хондроїтинсульфатів є D-глюкуронова кислота і N-ацетил-D-галактозамін, який містить сульфатну групу. Всередині дисахаридного фрагмента зв'язок β-1,3; а між фрагментами р-1,4. Сульфатна група утворює ефірний зв'язок з гідроксильною групою М-ацетил-D-галактозаміну або в положенні 4 (хондроїтин-4-сульфат), або в поло­женні 6 (хондроїтин-6-сульфат):

Вуглеводні ланцюги хондроїтинсульфатів містять до 150 дисахаридних залишків, приєднаних в організмі О-глікозидними зв'язками до гідроксильних груп залишків амінокислот, які входять у білкову частину молекули, ще недостатньо досліджену.

Гепарин. Виробляється в організмі людини і тварин, міститься у великих кількостях в печінці, легенях; в менших—у скелетних м'язах, селезінці, серцевому м'язі. Повторювана ланка в структурі гепарину складається з D-глюкозаміну й уронової кислоти, з'єднаних між собою α-1,4-глікозидними зв'язками. В якості уронових кислот висту­пають L-ідуронова кислота та, рідше, D-глюкуронова кислота:

Залишки глюкозаміну і L-ідуронової кислоти в гепарині частково сульфовані. Молекулярна маса гепарину становить 16000-20000. Як і у гіалуронової кислоти і хондроїтинсульфатів, вуглеводні ланцюги гепарину зв'язані в тканинах з білковою частиною молекули.

Гепарин перешкоджає зсіданню крові, бере участь в обміні ліпідів, жирів і холестерину. Застосовується в медицині як антикоагулянтний засіб.

Рослинні камеді. Є розгалуженими гетерополісахаридами, що містять залишки нейтральних моносахаридів (D-галактози, D-глюкози, L-рамнози, L-арабінози та ін.) і уронових кислот у вигляді солей. Камеді виділяються при пошкодженнях рослин у вигляді в'язких рідин.

Аравійська камедь (гуміарабік) включає залишки вуглеводів L-арабінози, D-галактози, метилпентози і D-глюкуронової кислоти; знаходить застосування в медицині в якості емульгатора при виго­товленні емульсій.

Контрольні питання та вправи

1. За допомогою проекційних формул Фішера зобразіть будову оп­тичних антиподів (енантіомерів) D-рибози, D-глюкози, D-галактози і D-манози.

2. Які діастереомери називають епімерами?

Наведіть проекційні формули Фішера епімерів D-глюкози.

3. Дайте визначення поняттю «аномери».

Зобразіть за допомогою перспективних формул Хеуорса піранозні та фуранозні форми аномерів D-глюкози та D-фруктози.

4. Які види таутомерії характерні для моносахаридів?

Наведіть схему таутомерного перетворення D-глюкози у водному розчині. Поясніть явище мутаротації.

5. Напишіть схеми взаємодії D-глюкози з:

а) надл. C₆H₅NHNH, (t); б)СН₃І (надл.);

в) HCN; г) Вг₂ (Н₂О);

д) HNО₃ (конц.).

6. Наведіть схеми реакцій α-D-галактопіранози з:

а) СН,ОН (Н⁺);

б) (СН₃СО)₂О (CH₃COONa).

До якого функціонального класу відноситься продукт реакції (а)?

7. Чому фруктоза вступає в реакцію «срібного дзеркала»?

Що відбувається з фруктозою в аміачному (лужному) середовищі? Наведіть схеми взаємодії D-фруктози і D-манози з надлишком С₆H₅NHNH₂ (t).

8. Напишіть схеми послідовних реакцій добування аскорбінової кислоти з D-глюкози.

Укажіть кислотний центр у молекулі вітаміну С.

9. Дайте визначення поняттю дисахариди.

Що таке відновні та невідновні цукри? Чому сахароза не виявляє мутаротації?

Наведіть схему реакції, що дозволяє відрізнити мальтозу від сахарози.

10. Наведіть визначення понять полісахариди, гомополісахариди і гетерополісахариди. З яких моносахаридних ланок побудовані молеку­ли гомополісахаридів: амілози, амілопектину, целюлози, глікогену? Що являють собою декстрани, інулін і пектинові речовини?

11. До якого типу полісахаридів відносяться хондроїтинсульфати, гіалуронова кислота, гепарин і рослинні камеді?