35. Классификация полисахаридов (гомо- и гетерополисахариды). Примеры.

Полисахари́ды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов.

Полисахариды необходимы для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Они являются одним из основных источников энергии, образующейся в результате обмена веществ организма. Они принимают участие в иммунных процессах, обеспечивают сцепление клеток в тканях, являются основной массой органического вещества в биосфере.

Классификация полисахаридов

Существует несколько видов классификации:

- по типу моносахаридов, входящих в полисахарид;

- по источникам выделения полисахаридов;

- по функциональному назначению.

По типу моносахаридов различают гомополисахариды и гетерополисахариды. Гомополисахариды построены из остатков моносахаридов одного типа (амилоза, амилопектин, гликоген, целлюлоза, пектин). Так, построенные из молекул глюкозы полимеры называют глюканами, иногда конкретизируя особенности строения цепи (тип гликозидной связи и номера гидроксильных групп, через которые образованы связи). Например, линейную амилозу называют α-D-(1-4)глюкан, а целлюлозу – β-D-(1-4)глюкан.

Гетерополисахариды содержат остатки двух или большего числа моносахаридов, для которых важна последовательность чередования в молекуле полимера (гиалуроновая кислота, альгиновая кислота, арабиноглюкогалактаны, хондроитинсульфаты, гепарин и др.).

Целлюлоза:

Пектин:

36. Гомополисахариды: крахмал (амилоза и амилопектин), гликоген, декстран, целлюлоза. Структура, типы, химических связей, гидролиз.

По функциональному назначению гомополисахариды могут быть разделены на две группы: структурные и резервные полисахариды. Важным структурным гомополисахаридом является целлюлоза, а главными резервными – гликоген и крахмал (у животных и растений соответственно).

Крахмал является основным резервным материалом растительных организмов. Крахмал представляет собой смесь 2 гомополисахаридов: линейного – амилозы и разветвленного – амилопектина, общая формула которых (С6Н10О5)n, содержание амилозы в крахмале составляет 10–30%, амилопектина – 70–90%. Полисахариды крахмала построены из остатков D-глюкозы, соединенных в амилозе и линейных цепях амило-пектина α-1–4-связями, а в точках ветвления амилопектина – межцепочечными α-1–6-связями.

Для человека крахмал является важным пищевым углеводом; содержание его в муке составляет 75–80%, в картофеле – 25%.

Гликоген – главный резервный полисахарид высших животных и человека, построенный из остатков D-глюкозы. Эмпирическая формула гликогена, как и крахмала, (С6Н10О5)n. Гликоген содержится практически во всех органах и тканях животных и человека; наибольшее количество обнаружено в печени и мышцах. Его молекула построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в которых остатки глюкозы соединены α-1–4-гликозидными связями. В точках ветвления имеются α-1–6-гликозидные связи. По строению гликоген близок к амилопектину. Гликоген характеризуется более разветвленной структурой, чем амило-пектин; При гидролизе гликоген, подобно крахмалу, расщепляется с образованием сначала декстринов, затем мальтозы и, наконец, глюкозы.

Целлюлоза (клетчатка) – наиболее широко распространенный структурный полисахарид растительного мира. Он состоит из α-глюкозных остатков β-(1–>4)-связями. При действии ферментов или при нагревании с кислотами (ионы водорода служат катализатором) крахмал, как и все сложные углеводы, подвергается гидролизу. При этом сначала образуется растворимый крахмал, затем менее сложные вещества — декстрины. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. Можно выразить суммарное уравнение реакции следующим образом:

При гидролизе гликоген, подобно крахмалу, расщепляется с образованием сначала декстринов, затем мальтозы и, наконец, глюкозы.

При частичном гидролизе целлюлозы образуется дисахарид целлобиоза, а при полном гидролизе – D-глюкоза.