Cтраница 2
Несмотря на указанные недостатки, метод метилирования в настоящее время используется при установлении строения полисахаридов чрезвычайно широко. Его ценность значительно повышается в сочетании с другими методами исследования полисахаридов, в первую очередь, с методом периодатного окисления. [16]
Поэтому при использовании даже хорошо изученных ферментов, действие которых исследовано на многих олиго - и полисахаридах известного строения, нужно очень осторожно делать выводы о характере расще-пившихся связей при установлении строения новых полисахаридов. [17]
Этот класс полисахаридов исследован пока довольно плохо. Наряду с трудностями установления строения сложных полисахаридов в этом случае приобретают существенное значение проблемы выделения и очистки полисахаридов из сложных смесей, присутствующих в клеточной стенке. [18]
Вопросы ферментативного гидролиза и биосинтеза полисахаридов подробнее рассмотрены в гл. Здесь освещается использование ферментов для установления строения полисахаридов. [19]
Ферментативные методы расщепления полисахаридов используются в настоящее время достаточно широко и позволили достигнуть значительных успехов, например, в исследовании крахмалоподобных полисахаридов ( см. стр. Как и в случае всех остальных методов установления строения полисахаридов, ферментативный гидролиз оказывается особенно ценным в сочетании с другими приемами изучения полисахаридной структуры. К сожалению, трудность выделения ферментов часто препятствует их широкому применению, а чрезвычайно скудные сведения о детальном механизме ферментативного действия часто не позволяют предвидеть направление расщепления. [20]
Наибольшее значение имеет определение строения частично метилированных Сахаров, получаемых при установлении строения полисахаридов методом метилирования ( стр. Для определения местоположения свободных гидроксильных групп частично метилированный моносахарид подвергают действию йодистого дейтерометила CD3I, в результате чего свободные гидроксильные группы замещаются на дейтеро-метоксильные. [21]
Главная особенность ферментов как инструментов структурного анализа полисахаридов - высокая, в некоторых случаях абсолютная, специфичность их действия. Ферменты, расщепляющие полисахариды ( полисахарида-зы), как правило, абсолютно специфичны к конфигурации гликозидной связи ( например, фермент, настроенный на гидролиз а-гликозидной связи, совершенно не действует на ( 3-гликозидные связи), абсолютно специфичны к размеру цикла моносахаридного остатка и высоко специфичных к структуре и конфигурации самого моносахаридного звена. Кроме того, и это особенно важно для установления строения полисахаридов, полисахаридазы обычно высоко избирательны к типу связей и к структуре остатков в ближайшем окружении к расщепляемой гликозидной связи. [22]
Как отмечалось в предыдущей главе, олигосахариды во многом близки к полисахаридам. Естественно, что методы исследования этих классов соединений развивались параллельно и иногда совпадают вплоть до технических деталей. Поэтому важнейшие методы, рассматриваемые в этой главе, имеют существенное значение и для установления строения полисахаридов. [23]
Полисахаридазы различаются по способу действия на экзо - и эндо-ферменты. Зкзополисахаридазы катализируют отщепление только концевых моносахаридных остатков, одного за другим. Напротив, эндофер -, менты расщепляют гликозидные связи в середине полисахаридной молекулы и обычно не действуют или действуют лишь незначительно на низкомолекулярные олигосахариды. Для установления строения полисахаридов могут быть использованы ферменты обоих типов, хотя и с. [24]
Ограничимся разбором путей установления структуры полисахаридов, хотя они далеко не исчерпывают структурные задачи, возникающие в химии углеводов. Для этого есть две причины. Во-первых, полисахариды ( включая сюда смешанные биополимеры) представляют собой наиболее важный объект углеводной химии. Во-вторых, установление строения полисахаридов включает основные типы структурных задач, в том числе установление строения моно - и олигосахаридов, а применяемые для этой цели методы являются наиболее общими и употребительными инструментами химии Сахаров в целом. [25]
Развитие методов исследования строения олигосахаридов было вызвано потребностями не только химии, но и смежных дисциплин. Многие оли-госахариды встречаются в свободном состоянии в живых организмах, и их изучение важно в биологическом плане. Среди природных гликозидов имеется несколько групп биологически важных соединений, молекулы которых содержат олигосахаридные цепи. Наконец, и это самое важное, одним из методов установления строения полисахаридов является расщепление молекул этих соединений до олигосахаридов и изучение строения последних, что позволяет делать заключения о структуре исходного биополимера. [26]
Для установления полного строения полисахарида расщепление полимерных молекул должно быть произведено таким способом, чтобы выяснение строения полученных фрагментов дало возможность воссоздать структуру исходного вещества. Однако даже когда эти строгие требования не выполнены полностью, получение отдельных фрагментов полисахаридных молекул дает очень ценную информацию о строении полимера. На практике приходится встречаться в подавляющем большинстве случаев с расщеплением полисахаридов на ди -, реже трисахариды, которые получаются с наибольшими выходами ( порядка нескольких процентов) и строение которых может быть строго доказано. Естественно, что методы частичного расщепления приобрели чрезвычайно важное значение для установления строения полисахаридов только после того, как были достигнуты значительные успехи в области техники разделения сложных смесей олигосахаридов и расшифровки их структуры ( см. гл. [27]
Метиловые эфиры моносахаридов представляют значительный интерес по двум причинам. Во-первых, некоторые частично метилированные сахара широко распространены в природе и входят в состав многих полисахаридов, сердечных гликозидов, антибиотиков и других природных соединений. Во-вторых, метиловые эфиры Сахаров сыграли и продолжают играть исключительно важную роль при установлении строения углеводов, особенно олиго - и полисахаридов ( см. стр. Большая часть метиловых эфиров различных моносахаридов была синтезирована в тридцатые годы нашего столетия именно в связи с установлением строения полисахаридов, а к настоящему времени известно уже большинство метиловых эфиров важнейших моносахаридов. [28]
Наконец, для разделения смесей полисахаридов часто применяется фракционированное осаждение их производных, например полных ацетатов или метиловых эфиров. Растворителями в этом случае служат ацетон, хлороформ, осадителями - эфир, петролейный эфир. Применение ацетатов по сравнению со свободными полисахаридами удобно потому, что в этом случае уменьшается вероятность нежелательного соосаждения, так как отсутствуют межмолекулярные водородные связи. Исходные полисахариды легко получаются после разделения ацетатов омылением ацетильных групп действием щелочи. Аналогично ацетатам фракционируют метилированные полисахариды, используемые для установления строения полисахаридов; родоначальный полисахарид из метилированного производного, естественно, получить нельзя. [29]
Кислые мукогюлисахариды в соединительной ткани связаны с белка -: ми266 ( см. стр. Белки, также переходящие при этом в раствор, удаляют с помощью денатурирования. Особенности химического поведения мукополисахари-дов сделали чрезвычайно сложной задачу установления их строения. Даже идентификация моносахаридов после полного кислотного гидролиза ( обычно одна из самых простых операций) является в мукополисаха-ридах трудной проблемой. Наличие в одной молекуле уроновых кислот и аминосахаров приводит к тому, что полисахариды гидролизуются лишь в жестких условиях, при которых освобождающиеся уроновые кислоты подвергаются интенсивному разрушению. Поэтому в последнее время работу по установлению строения этих веществ проводят на модифицированных полисахаридах, в которых сульфатные группы удалены, а все карбоксильные группы уроновых кислот восстановлены в первичноспир-товые. Ряд других классических методов установления строения полисахаридов применим к мукополисахаридам с трудом: это относится к перио-датному окислению, вызывающему разрушение остатков уроновых кислот вследствие сверхокисления, к метилированию, в применении которого успехи достигнуты сравнительно недавно. [30]