Cтраница 2
Вместе с тем изучение полисахаридов связано с весьма большими трудностями. Самый характер большинства полисахаридов, представляющих собой высокополимеры, требует применения наряду с классическими методами органической химии также и учета природы высоко-полимеров и специфической техники работы с ними. [16]
Состояние очень высокой степени растяжения и последующей ориентации достигается при гетерогенном дезацетилировании ацетильного производного, например в газообразном аммиаке при высоких температурах, как в хорошо известном процессе Фортизана. Поскольку ацетаты большинства полисахаридов очень удобно получать в состоянии растяжения в глицерине или силиконовом масле при 250 - 300 или под давлением пара, этот способ приготовления ориентированных поли-сахаридных пленок рекомендуется в первую очередь. Дезацетилирование метилатом натрия дает исходный полисахарид с сохраненной ориентацией. [17]
Наиболее распространенным приемом проведения первых стадий метилирования служит метод Хеуорса11 ( см. стр. Это объясняется растворимостью большинства полисахаридов в водной щелочи, а также высокой степенью замещения, достигаемой после первой же обработки. Частично метилированные полисахариды растворимы в воде значительно хуже, поэтому в качестве растворителей при последующих стадиях, метилирования применяют водный ацетон, тетрагидрофуран12 13, диоксан. Хорошо известна также модификация метода Хеуорса, в которой диметил-сульфатом и щелочью обрабатывают ацетилированный полисахарид, растворенный в ацетоне14 или тетрагидрофуране15; дезацетилирование и метилирование в этом случае происходят одновременно. К недостаткам метода Хеуорса относится возможность деструкции полисахарида под действием щелочи или кислорода воздуха в щелочной среде. Поэтому метилирование проводят в атмосфере азота и учитывают возможное наличие в полисахариде функциональных групп, лабильных к щелочам. [18]
Если ни один из описанных выше методов не пригоден, приходится использовать неспецифические методы введения метки. Это относится к большинству полисахаридов. [19]
В качестве осадителя чаще всего пользуются этиловым спиртом. При концентрации спирта порядка 80 % большинство полисахаридов выпадает в осадок, а низкомолекулярные примеси остаются в растворе. Постепенно прибавляя спирт и выделяя осадки, выпадающие при повышающихся концентрациях спирта, удается провести фракционное осаждение полисахаридов. Сравнение свойств и моносахаридного состава фракций является важным критерием для суждения о гомогенности полисахаридов. [20]
В подавляющем большинстве случаев полисахариды извлекают водой при комнатной или повышенной температуре. Повышение температуры приводит к увеличению растворимости большинства полисахаридов. [21]
Общий процесс образования активированных моносахаридов в высших растениях, по-видимому, протекает при участии пирофос-форилаз, катализирующих реакцию взаимодействия между ну-клеозидтрифосфатами и 1-фосфатами различных Сахаров, в результате которой образуются нуклеотиды Сахаров. Затем из активированных Сахаров под воздействием специфических ферментов ( трансфераз) происходит образование большинства полисахаридов клеточной стенки, тесно связанных с целлюлозой, а именно глкжо-маннана, гемицеллюлоз, ксилана и пектина. Все методы исследования показывают, что предшественником этих полисахаридов является УДФ-В-глюкоза. Исключение составляет целлюлоза, в образовании которой участвует нуклеотид, содержащий гуаниновое основание. До сих пор, однако, ничего не известно о том, каким образом происходит объединение линейных макромолекул целлюлозы в микрофибриллы. Возможно, что этот процесс протекает через стадию образования промежуточного липидного соединения. [22]
D-Глюкоза, наиболее устойчивая форма кресла которой приведена ниже, является наиболее распространенным моносахаридом и основной единицей большинства полисахаридов. Это безусловно связано с тем, что только у глюкозы все заместители находятся в экваториальном положении. [23]
Способность к изменению в широких пределах гибкости макромолекулы, характеризуемой отношением R2aICYl, при изменении температуры или в результате взаимодействия с растворителем, по-видимому, отличает целлюлозу и ее производные от виниловых полимеров. Как будет показано ниже, эта способность не ограничена растворами производных целлюлозы в воде, но является характерной особенностью структуры макромолекул большинства полисахаридов. [24]
Для установления строения полисахаридов необходимо охарактеризовать полимерные молекулы в целом с учетом регулярности их построения и определить молекулярную массу. Основным способом выяснения структуры полисахарида является расщепление полимера на олигосахаридные фрагменты, установление строения каждого фрагмента и воссоздание на их основе структуры исходного полимера. Большинство полисахаридов построено из повторяющихся олигосахаридных блоков: в этом случае задача сводится к расщеплению полисахаридной цепи, выделению повторяющегося звена и анализу его структуры. [25]
Декстран - это ct - D-глюкан, синтезируемый самыми разными грамположительными и грамотрицательными бактериями, такими как Aerobacter spp. В промышленности этот полимер получают выращиванием последнего из перечисленных микроорганизмов на сахарозе. Большинство полисахаридов являются продуктами внутриклеточного синтеза, однако при образовании декстрана субстрат не проникает в клетку. [26]
Полученный полисахарид, содержащий радиоактивную карбоксильную группу, может быть легко очищен с помощью ионообменных смол. Цианид реагирует только с восстанавливающими концевыми группами. Поскольку большинство линейных полисахаридов содержит только одну восстанавливающую концевую группу в молекуле, а другая концевая группа - невосстанавливающая, данным методом в молекулу вводится только один меченый атом углерода. Таким образом, этот метод можно применять для определения молекулярного веса образцов полисахарида, а также для метки их в биологических экспериментах. [27]
После экстракции пробы кислотой фильтрат нейтрализовали NaHCO3, раствор центрифугировали со скоростью 2000 об / мин в течение 30 мин и фильтровали через бактерицидную фильтрующую прокладку для удаления суспендированных частиц. Фильтрат подвергли диализу в системе раствор-вода и не прошедшие сквозь полупроницаемую мембрану соединения высушивали вымораживанием, в результате чего получали смесь полисахаридов. Большинство полисахаридов элюировалось из колонки в объеме 400 - 1400 мл элюата, в то время как окрашенные соединения с меньшими молекулярными массами элюировалксь позже, в объеме 1400 - 2300 мл. [28]
Осаждение полисахарида сопровождается частичным удалением из него сопутствующих низкомолекулярных веществ и является одним из этапов его очистки. Наиболее распространенным приемом является осаждение полисахаридов ГМЦ этиловым спиртом. Обычно по достижении концентрации спирта 80 % большинство полисахаридов выпадают в осадок, а низкомолекулярные примеси остаются в растворе. [29]
При образовании полисахаридов из отдельных моноз гидроксил у первого углерода атома монозы участвует в образовании глико-зидной связи с гидроксилом при одном из углеродов соседней монозы. При этом в зависимости от пространственного расположения гидроксила при первом атоме углерода образуется а - или р-глико-зидная связь, проявляющаяся в соответствующей оптической актив-ности образовавшегося полисахарида. Поскольку первый атом углерода в углеводах проявляет значительную оптическую активность, общая оптическая активность полисахарида в растворе-позволяет ориентировочно оценивать наличие в полисахариде спили р-гликозидных связей. Поскольку преобладающим видом связи в молекулах полисахаридов является р-связь, для большинства полисахаридов характерно отрицательное значение угла вращения. Наряду с этим в одном и том же полисахариде могут быть р - и а-связи. Между величиной оптического вращения и содержанием уроновых кислот в 4 - О-метилглюкуронокси-ланах существует определенная зависимость: чем выше содержание уроновых кислот, тем меньше отрицательное значение [ а ] в полисахарида. [30]