Cтраница 1
Установление строения полисахаридов - исключительно сложная задача, так как полифункциональные мономерные звенья моносахаридов могут соединяться между собой многими способами и число мыслимых вариантов структуры очень быстро возрастает с увеличением степени полимеризации, достигая уже для относительно низкомолекулярных полисахаридов подлинно астрономических величин. При решении вопроса о структуре полисахарида помимо строения мономера и типа межмоно-мерной связи нужно определять также и последовательность мономеров в цепи ( для биополимеров это является центральной задачей), а также их взаимное расположение в пространстве. Поэтому в химии полисахаридов наряду с обычными органохимическими подходами большое значе - ние приобретают физико-химические методы, применяемые в химии полимеров для выяснения размеров и формы макромолекулы. [1]
Для установления строения полисахаридов предложено много различных методов исследования, наиболее существенными из которых являются: метод метилирования, периодатное окисление по Смиту, распад по Берри, щелочная деградация, частичный кислотный гидролиз и гидролиз ферментами. [2]
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. [3]
Современные методы установления строения полисахаридов применимы лишь к индивидуальным веществам. Работа с неочищенными поли-сахаридными препаратами может привести к выводам о строении, весьма далеким от истины. В то же время не существует вполне строгих критериев индивидуальности выделенного полисахарида, так же как нет употребительных для всех случаев методов контроля за процессом выделения. [4]
Классическая схема установления строения полисахаридов, включающая в качестве основных этапов определение моносахарид но го состава, типоа замещения, последовательности и аномерной конфигурации моносахаридных остатков, применима только к полисахаридам, которые количественно расщепляются в условиях кислотного гидролиза ( ацетолиза, метанолиза) до соответствующих моносахаридных единиц. [5]
В числе методов установления строения полисахаридов ГМЦ сравнительно недавно появилось расщепление хромовым ангидридом. Метод основан на различной устойчивости а - и р-гликозид-ных связей ацетилированных полисахаридов к воздействию этого реагента. [6]
Первой проблемой при установлении строения полисахаридов, как и при анализе других макромолекулярных соединений, является выделение исследуемого вещества в чистом виде. Описаны методы отделения веществ углеводной природы от различных примесей, в том числе от неорганических солей и низкомолекулярных соединений, а также от высокомолекулярных веществ, например белков и лигнинов, однако следует иметь в виду, что каждый полисахарид ведет себя по-своему. [7]
Одним из наиболее информативных методов установления строения полисахаридов является метилирование. Его основы и различные модификации рассмотрены в монографии Н. К. Кочет-кова и соавт. Сущность метода сводится к преобразованию свободных гидроксильных групп полисахаридов в мтоксильные, устойчивые к воздействию кислот, последующей деструкции модифицированного биополимера до мономеров и их дальнейшей идентификации. Образующиеся при гидролизе метилированного полисахарида метиловые эфиры простых Сахаров содержат свободные гидроксильные группы, по положению которых судят о размерах окисных циклов мо-носахаридных звеньев и местах присоединения мономерных, остатков друг к другу в молекуле исходного соединения. [8]
Щелочное расщепление сравнительно редко применяется для установления строения полисахаридов, хотя в отдельных случаях может дать ценные сведения об их структуре. Другие агенты основного характера - сода, гидразин, гидроксиламин находят в последние годы применение для расщепления на фрагменты гликопротеинов ( см. гл. [9]
При исследовании камедей используются обычно все приемы установления строения полисахаридов. [10]
Периодатное окисление применяется практически во всех случаях установления строения полисахаридов. Наиболее часто используется расщепление по Смиту; во многих случаях оно помогает определить размер цикла и положение гликозидных связей. [11]
Газожидкостная хроматография находит лишь ограниченное применение при установлении строения полисахаридов из-за необходимости использования летучих и устойчивых в условиях разделения соединений. [12]
В настоящее время периодатное окисление применяется практически во всех случаях установления строения полисахаридов. Это объясняется простотой метода, небольшими затратами исследуемого вещества и ценностью получаемых результатов. Основы применения периодатного окисления для установления строения моно - и олигосахаридов уже были изложены ( см. стр. Здесь рассматриваются особенности, которыми характеризуется использование периодатного окисления в области полисахаридов. [13]
Новые и поистине безграничные возможности в изучении свойств и методов установления строения полисахаридов могли бы представить химические методы синтеза полисахаридов заданного строения. К сожалению, синтетическая химия полисахаридов ограничивается пока примерами нерегулярной полимеризации углеводов, дающей полисахариды со случайным набором всевозможных типов связей; избирательный синтез полисахаридов может быть, по-видимому, осуществлен после усовершенствования существующих методов получения гликозидов. [14]
Метод метилирования, имеющий со времени Хеуорса исключительно большое значение в установлении строения полисахаридов, заключается в получении полностью метилированного производного полисахарида, последующем полном его гидролизе и разделении, идентификации и количественном определении образующихся полностью или частично метилированных моносахаридов. Основы метода рассмотрены при установлении строения олигосахаридов ( см. стр. Поскольку метод включает стадию расщепления полисахарида на мономеры, он характеризует только состояние моносахаридов в полимерной молекуле - ( число и положение заместителей и размер цикла у каждого моносахарида), но не дает сведений о последовательности мономеров в полимерной цепи. [15]