Cтраница 3
Специфичные для отдельных типов пневмококков антисыворотки представляют собой набор реагентов, активность которых соответствует разнообразным структурным деталям, являющимся антигенными детер-минантными группами пневмококковых полисахаридов. Хотя информация о тонкой структуре антигенных детерминант этих полисахаридов все еще отрывочна, о специфичности антисывороток против низших типов пневмококковых полисахаридов накоплено достаточно сведений, чтобы применять их в качестве таких реагентов. Обширные исследования перекрестных реакций многих полисахаридов известного строения с антипневмококковыми сыворотками, проведенные Хейдельбергером [ 12, 13а ], дали сведения об иммунохимической специфичности этих сывороток и одновременно - ключи к структуре тип-специфичных полисахаридов. [31]
С помощью классических химических методов, а также по данным спектров 13С - ЯМР установлено, что это сырье содержит группу родственных полисахаридов, линейные молекулы которых построены из остатков D-ксилопираноз, соединенных как р - ( 1 - - 4) -, так и р - ( 1 - - 3) - связями. Отдельные фракции различаются соотношением этих двух типов связей. Для наименее растворимой фракции характерны только связи ( 1 - 4) между остатками моносахаридов. Результаты метилирования и периодатного окисления этого полисахарида свидетельствуют о незначительной разветвленности его макромолекул и одновременном присутствии в них связей ( 1 - 4) и ( 1 - - 3) между остатками ксилопираноз. [32]
В связи с большим числом полиоз, встречающихся в растениях, многообразием их свойств, состава и строения целесообразно для этой группы полисахаридов ввести классификацию. [33]
Морган ( Англия) сделал доклад о природе мукополиса-харидов, определяющих специфичность групп крови человека. Каждая из четырех групп специфических полисахаридов содержит L-фукозу, D-галактозу, N-ацетилглюкозамин и М - ацетилгалакто-замин, которые вместе составляют около 80 % вещества, и минимум 11 - 12 % аминокислот. [34]
КРАХМАЛ относится к группе высокомолекулярных несахароподобных полисахаридов. [35]
Ксиланы составляют главную часть гемицеллюлоз большинства покрытосеменных растений. Наиболее изученным представителем этой группы полисахаридов является О-ацетил - ( 4 - О-метилглюкуроно) - ксилан из древесины лиственных пород. При этом, однако, теряются ацетильные группы, возможно расщепление восстанавливающего концевого моносахаридного остатка, а извлечение ксилана из древесины часто бывает неполным. [36]
Параллельно с этими реакциями снижается удельное содержание кристаллической и возрастает - аморфной фазы целлюлозы, разрушается лигноуглеводный комплекс. Деполимеризация ГМЦ в присутствии нуклеофпльного реагента аммиака в основном протекает путем отщепления концевых восстанавливающих групп полисахаридов по алкоксикарбонилыюму механизму. Поэтому молекулярная масса, например, ксиланов в процессе аммо-нолиза снижается иостеиенно. Образующиеся в результате распада концевых остатков моноз, формирующих полисахариды, оксикис-лоты и вещества, содержащие альдегидные группы, далее взаимодействуют с аммиаком, формируя аланин, аспарагиновую кислоту, глютаминовую, глицин и иные аминокислоты и азотсодержащие иятичленные, а при повышенной температуре - и шестичленные гетероциклы, среди которых идентифицированы имидазол, метил-имидазол, производные пиридина и др. Их количество растет по мере повышения концентрации используемого аммиака, температуры и давления. Азотсодержащие пятичленные и шестичленные гетероциклы физиологически активны и в небольших дозах отрицательно воздействуют на организм животных. Это определяет целесобразность строгой дозировки применяемого аммиака и работы с ним при умеренных температурах. [37]
Древесина в основном состоит из целлюлозы, содержание которой может доходить до 2 / з от веса сухой древесины. Наряду с ней в древесине покрытосеменных деревьев содержится 1 - 2 % ксилана ( древесной резины) и до 30 % лигнина. Ксилан принадлежит к группе сложных полисахаридов, не обладающих свойствами Сахаров. [38]
Древесина в основном состоит из целлюлозы, содержание которой может доходить до / л от веса сухой древесины. Наряду с ней в древесине покрытосеменных деревьев содержится 1 - 2 % ксилана ( древесной резины) и до Ю % лигнина. Ксилап принадлежит к группе сложных полисахаридов, не обладающих свойствами Сахаров. [39]
Итак, полисахариды - биологические полимеры, в которых законсервирована энергия солнца. На самом же деле к группе полисахаридов относится довольно много веществ. Все они заключают в себе энергию солнечных лучей, обеспечивая ею жизнедеятельность животных организмов на земном шаре. Количество солнечной энергии, которое улавливают растения, создавая полисахариды, огромно. Так было подсчитано, что зеленые растения ежегодно связывают и превращают в химическую столько же энергии солнечной радиации, сколько могли бы давать при беспрерывной работе 200 тысяч таких громадных электростанций, как Куйбышевская ГЭС, производительность которой 10 миллиардов киловатт-часов в год. [40]
В этой главе сахара разделены на три группы: I - моносахариды и олигосахариды, II - замещенные сахара и производные Сахаров, III - полисахариды. К первой группе отнесены простые альдозы, кетозы и гексометилозы ( метилпентозы), содержащие от 4 атомов углерода и выше, а также их олигосахариды, содержащие до 14 сахарных остатков. К последней отнесены сахароспирты, кислоты, лактоны и ангидриды Сахаров, дезоксиуглеводы, гликали, метилированные сахара, метилгликозиды, фосфорные офиры и аминосахара. Наконец, для группы полисахаридов приведены примеры их хроматографии на бумаге и методы определения строения полисахаридов. [41]
Углеводы делятся на три основных класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Олигосахариды представляют собой олигомеры моносахаридов, связанных между собой посредством гликозидных связей. В эту категорию зачисляют соединения, содержащие от двух до восьми - или десяти мономерных звеньев. Для углеводов, характеризующихся более высокой степенью полимеризации, применяется название полисахариды. В группе полисахаридов встречаются молекулы очень большого размера, с молекулярным весом порядка многих миллионов. К ним относятся такие важные вещества, как гликоген, целлюлоза и крахмал. [42]
Полисахариды гемицеллюлоз из различных растительных тканей весьма разнообразны. Они различаются по составу образующих их моносахаридов, содержанию уроновых кислот, метоксильных и ацетильных групп. Наиболее характерна для данного полисахарида природа моносахарида, образующего основную цепь его макромолекулы. Исходя из этой основной характеристики, полисахариды подразделяют на следующие основные группы: маннаны, кси-ланы, галактаны, арабаны и глюканы. Однако такое общее наименование характеризует группу полисахаридов, но не определяет особенности отдельных полисахаридов, составляющих эту группу и резко отличающихся друг от друга. [43]
Несмотря на это, термин гемицеллюлозы не только не утратил своего значения, но находит все более широкое распространение применительно к полисахаридам различного происхождения, обладающим самыми различными свойствами и составом. Так, например, в гидролизной промышленности к гемицел-люлозам относят легко гидролизуемые полисахариды, содержащиеся в различных растительных материалах; следовательно, в этом случае название гемицеллюлозы включает легко гидролизуемые ксилан и маннан, арабан и галактан, входящие в состав углеводного комплекса древесины. В отраслях промышленности, связанных с химической переработкой целлюлозы, гемицеллюло-зами называют полисахариды, растворимые в 18 % - ном растворе едкого натра. Эти полисахариды состоят в основном из ксилана, маннана и низкомолекулярных фракций целлюлозы. При изучении химического состава древесины в понятие гемицеллюлозы включают все полисахариды древесины, за исключением целлюлозы. Некоторые исследователи применяют термин гемицеллюлозы к полисахаридам, содержащимся в мхах и лишайниках, а также к полисахаридам, сопутствующим белкам. Эта группа полисахаридов обладает рядом специфических свойств. [44]
За последние пятьдесят лет химия Сахаров претерпела коренные изменения, в результате которых в органическую химию была вписана новая глава. Такой успех обусловлен многими причинами, и нетрудно указать некоторые наиболее важные из них. Это, во-первых, метод метилирования, введенный в практику в начале нашего столетия Парди и Ирвином. Эти последние достижения связаны главным образом с трудами Нормана Хеуорса и бирмингемской школы. Другой чрезвычайно важный прием был введен и химию Сахаров Хадсоном, который показал, что применение в области углеводов йодной кислоты ( реактива Малапрадо) позволяет дополнить результаты, полученные путем метилирования. Пятнадцать лет назад введение хроматографии вновь изменило представления о химии Сахаров, позволив применить стандартные реакции, для проведения которых требуются миллиграммы и микрограммы вещества вместо прежних граммов. Теперь был открыт путь для подробного изучения роли углеводов в биологических процессах, и стремительность развития этой области органической химии не показывает тенденции к снижению. Напротив, размах исследований непрерывно возрастает, и в настоящее время мы еще не можем подвести итоги достигнутым успехам, как устоявшейся области науки, а можем лишь указать на многие развивающиеся направления и обсудить общий характер проблем, с которыми нам приходится сталкиваться. При этом в короткой статье нельзя избежать некоторой произвольности в выборе темы; в дальнейшем основной упор будет сделан на группу полисахаридов. Если для такого выбора требуется обоснование, оно может быть найдено в большом значении полисахаридов для медицины и биологии, а также в том, что химик в своей работе над полисахаридами ограничен возможностями существующих методов исследования, а потому ему приходится искать все новые методы, чтобы осветить новую область, которую он уже видит перед собой. [45]