Полисахариды. Основные представители.

ПОЛИСАХАРИДЫ Полисахариды – полимерные молекулы, состоящие из множества циклических моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Полисахариды делят на:

· Гомополисахариды (все мономеры одинаковые)

· Гетерополисахариды (мономеры могут быть разные) К гомополисахаридам относят крахмал, гликоген, инулин, целлюлозу. К гетерополисахаридам – гликозаминогликаны, гемицеллюлоза.

Крахмал состоит из полисахаридов двух типов – амилозы (20-30%) и амилопектина (70-80%). Оба полисахарида состоят исключительно из остатков α-глюкопиранозы, но имеют некоторые различия. Амилоза – это полисахарид линейного строения. Состоит из остатков αглюкопиранозы, которые соединяются между собой α-1,4-гликозидными связями.
Цепь амилозы включает 200- 1000 остатков α-глюкопиранозы (средняя мол. масса 160 000). Звенья α-глюкозы закручивают макромолекулу в спираль. Это уменьшает вероятность образования водородных связей между цепями. Но при этом увеличивается способность молекулы к гидратации. Поэтому амилоза растворяется в воде и является растворимой фракцией крахмала. Макромолекула амилозы представляет собой спираль, каждый виток которой состоит из 6 звеньев a-глюкозы.

Амилопектин – состоит из тех же мономеров, но помимо α-1,4-гликозидных связей содержит ещё и α-1,6-гликозидные связи. За счёт 1,6-связей молекула имеет разветвлённое строение. Точки ветвления встречаются через каждые 20-30 мономеров. Таким образом, подавляющее большинство гликозидных связей в крахмале - α-1,4-гликозидные.
Молекулярная масса амилопектина достигает 1-6 млн., что значительно превышает молекулярную массу амилозы. Молекула сформирована компактно, имеет сферическую форму. Крахмал является важнейшим запасным полисахаридов у растений.

ГЛИКОГЕН (ЖИВОТНЫЙ КРАХМАЛ) Является аналогом амилопектина с теми же мономерами и связями. Но точки ветвления встречаются в 2-3 раза чаще. Таким образом, гликоген ещё более компактный, чем амилопектин, но имеет большую молекулярную массу. Гликоген представляет собой депо глюкозы в организме животных и человека и накапливается в печени и мышцах, выполняя резервную функцию. Благодаря сильному ветвлению молекулы имеется возможность быстро высвобождать в кровь отдельные молекулы глюкозы в случае необходимости.

Целлюлоза – один из самых распространённых и изобилующих в количественном отношении полисахаридов на нашей планете. Из целлюлозы состоят клеточные стенки вегетативных частей растений. Хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу. Этот биополимер обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений, образуя стенку растительных клеток. Макромолекулы целлюлозы – это длинные цепи, состоящие из большого числа остатков β– глюкопиранозы, связанных β-1,4-гликозидными связями

озы, связанных β-1,4-гликозидными связями. При рассмотрении структурной формулы целлюлозы мы видим сходство с дисахаридом целлобиозой с той только разницей, что целлюлоза на множество порядков длиннее и имеет молекулярную массу до 1 млн. Количество мономеров в молекуле достигает 3 – 5 тысяч. Рентгеноструктурный анализ показывает прямолинейное строение полисахаридных цепей, которые уложены в параллельные пучки. В отличие от спиралевидной амилозы, целлюлоза образует множество межмолекулярных водородных связей (между гидроксильными группами). За счёт такой фиксации молекулы укладываются в пучки (100-200 целлюлозных цепей). Пучки, в свою очередь, сплетаются и группируются в микроволокна. Всё это делает целлюлозу чрезвычайно прочным материалом. Кроме того, на целлюлозу не действуют ферменты, вырабатываемые в пищеварительных железах человека и животных. Лишь микроорганизмам под силу расщепить β-гликозидные связи целлюлозы. Целлюлоза устойчива к механическим и химическим воздействиям. Она нерастворима в воде, спирте, эфире, ацетоне и других растворителях. Хорошо растворяется в концентрированном растворе хлорида цинка и в реактиве Швейцера (раствор гидроксида меди в концентрированном растворе аммиака). В отличие от крахмала целлюлоза с большим трудом подвергается гидролизу. При длительном нагревании с минеральными кислотами (например, с серной) можно добиться гидролитического расщепления до глюкозы.