Полисахариды

Полисахариды (гликаны) – это  высокомолекулярные углеводы, молекулы которых построены из моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями и образующих линейные или разветвлённые цепи.

Молекулярная масса от нескольких тысяч до нескольких миллионов. В состав простейших полисахаридов входят остатки только одного моносахарида (гомополисахариды), более сложные полисахариды (гетерополисахариды) состоят из остатков двух или более моносахаридов и могут быть построены из регулярно повторяющихся олигосахаридных блоков. Кроме обычных гексоз и пентоз встречаются дезоксисахара, аминосахара (глюкозамин, галактозамин), уроновые кислоты. Часть гидроксильных групп некоторых полисахаридов ацилирована остатками уксусной, серной, фосфорной и других кислот. Углеводные цепи полисахаридов могут быть ковалентно связаны с пептидными цепями с образованием гликопротеидов.

Свойства и биологические функции полисахаридов чрезвычайно разнообразны. Некоторые линейные регулярные гомополисахариды (целлюлоза, хитин, ксиланы, маннаны) не растворяются в воде вследствие прочной межмолекулярной ассоциации.

Более сложные полисахариды склонны к образованию гелей (агар, альгиновые кислоты, пектины), а многие разветвлённые полисахариды хорошо растворимы в воде (гликоген, декстраны).

Кислотный или ферментативный гидролиз полисахаридов приводит к полному или частичному расщеплению гликозидных связей и образованию соответственно моно- или олигосахаридов. Крахмал, гликоген, ламинарии, инулин, некоторые растительные слизи — энергетический резерв клеток.

Целлюлоза и гемицеллюлозы клеточной стенки растений, хитин беспозвоночных и грибов, пептидогликан прокариот, мукополисахариды соединительной ткани животных — опорные полисахариды. Камеди растений, капсульные полисахариды микроорганизмов, гиалуроновая кислота и гепарин у животных выполняют защитные функции. Липополисахариды бактерий и разнообразные гликопротеиды поверхности животных клеток обеспечивают специфичность межклеточного взаимодействия и иммунологические реакций.

Биосинтез полисахаридов заключается в последовательном переносе моносахаридных остатков из соответствующих нуклеозиддифосфатсахаров с помощью специфических гликозилтрансфераз либо непосредственно на растущую полисахаридную цепь, либо путём предварительной сборки олигосахаридного повторяющегося звена на так называемом липидном переносчике (фосфате полиизопреноидного спирта) с последующим транспортом через мембрану и полимеризацией под действием специфической полимеразы.

Разветвлённые полисахариды типа амилопектина или гликогена образуются путём ферментативной перестройки растущих линейных участков молекул типа амилозы. Многие полисахариды получают из природного сырья и используют в пищевой (крахмал, пектины) или химической (целлюлоза и её производные) промышленности и в медицине (агар, гепарин, декстраны).