+химия полимеров реферат. Полисахариды соединительной ткани. Роль мукополисахаридов и мурамин
 Скачать 61.15 Kb.
|
 Полисахариды соединительной ткани. Роль мукополисахаридов и мурамин  Выполнила: Толмачева А.к. План:
Соединительная ткань распределена по всему организму и обусловливает прочность и упругость органов, эластичность их соединения, стойкость к проникновению инфекций. Полисахариды соединительной ткани связаны с белками. Наиболее полно изучены хондроитинсульфаты (кожа, хрящи, сухожилия), гиалуроновая кислота(стекловидное тело глаза, пуповина, хрящи, суставная жидкость), гепарин (печень). Эти Полисахариды обладают общими чертами в строении: их неразветвленные цепи построены из дисахаридных остатков, в состав которых входят уроновые кислоты (D-глюкуроновая, D-галактуроновая, L-идуроновая) и N-ацетилгексозамины (N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин). Некоторые из них содержат остатки серной кислоты. Гиалуроновая кислота построена из дисахаридных остатков, соединенных b(1®4)-гликозидными связями. Дисахаридный фрагмент состоит из остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-О-глюкозамина, связанных b(1®3)-гликозидной связью. Гиалуроновая кислота имеет большую молекулярную массу – 2-7 млн., растворы обладают высокой вязкостью, с чем связывают её барьерную функцию, обеспечивающую непроницаемость соединительной ткани для патогенных микроорганизмов.
Xондроитинсульфаты состоят из дисахаридных остатков N-ацетилированного хондрозина, соединенных b(1®4)-гликозидными связями. В состав хондрозина входят D-глюкуроновая кислота и D-галактозамин, связанные между собою b(1®3)-гликозидной связью.
Сульфатная группа образует эфирную связь с гидроксильной группой N-ацетил-О-галактозамина, находящейся либо в 4-м, либо в 6-м положении, Молекулярная масса хондроитинсульфатов составляет 10 000 - 60 000. Хондроитинсульфаты и гиалуроновая кислота содержатся не в свободном, а в связанном виде с полипептидными
Это сложные соединения, молекулы которых состоят из белкового компонента и ковалентно присоединенных к нему углеводных цепей, содержащих большое число повторяющихся дисахаридных звеньев из гексуроновых кислот и аминосахаров. Входят в состав межклеточного вещества большинства видов соединительной ткани позвоночных, содержатся в коже, костях, синовиальной жидкости, хрящах, суставах, капсулах, стекловидном теле и роговице глаза, соединительнотканных волокнах сосудов и сердца. Вместе с волокнами коллагена и эластина мукополисахариды образуют матрикс, или «основное вещество», в котором находятся фибробласты, являющиеся основными клетками соединительной ткани, синтезирующими Мукополисахариды. Термин «мукополисахариды» был предложен в 30-х гг. 20 в. Майером (К. Meyer) и в последующие несколько десятилетий широко использовался в научной литературе. При этом полагали, что М. не содержат белков, а их небольшие количества, обнаруживаемые в препаратах М. из различных источников, считали примесями. Однако по мере совершенствования методов препаративного выделения М. стало ясно, что практически во всех М. имеются белковые компоненты, к которым ковалентно присоединено значительное число линейных гетерополисахаридных цепей, получивших впоследствии название гликозаминогликанов. Мукополисахариды, поведение которых определяется главным образом белковым компонентом молекулы, было предложено называть мукопротеидами. В зависимости от структуры углеводных цепей Мукополисахаридов подразделяют на семь основных типов. Шесть из них — гиалуроновая кислота, хондроитин-4-сульфат, хондроитин-6-сульфат, дерматансульфат, гепарин и гепарансульфат — являются структурно сходными и содержат в своих полисахаридных цепях чередующиеся дисахаридные звенья, состоящие из остатков сульфатированных аминосахаров и гексуроновых кислот — D-глюкуроновой или L-идуроновой. В седьмом типе Мукополи. углеводная часть представлена кератансульфатом или кератосульфатом, в дисахаридных звеньях которого вместо гексуроновых к-т находится D-галактоза. В дополнение к перечисленным семи основным типам гликозаминогликанов, входящих в состав молекулы М., выделены несколько новых типов хондроитин-сульфатов (D, Е), дерматансульфа-та (Н), хондроитина, отличающихся различной степенью сульфатированности гексуроновых к-т и гексозаминов. Кроме основных моносахаридных компонентов, в составе гликозаминогликанов М. в качестве минорных сахаров встречаются L-фукоза, сиаловые кислоты, D-манноза и D-ксилоза. Первые три сахара входят в боковые ветви гликозаминогликанов, а ксилоза участвует в образовании углеводпептидной связи большинства М. М. хорошо растворяются в воде и водно-солевых растворах и не растворяются в спирте, ацетоне, эфире и некоторых других органических растворителях. Полианионные свойства М. определяются присутствием в полисахаридных цепях не только карбоксильных (СООН-) групп гексуроновых к-т, но и сульфатными группировками. Биосинтез углеводной части М. осуществляется серией высокоспецифических гликозилтрансфераз и сульфотрансфераз. В распаде М. участвуют гидролитические ферменты лизосом: гликозидазы, сульфатазы, пептидгидролазы. Препаративное выделение М. из свежих или обезвоженных и обезжиренных ацетоном тканей проводят с помощью их экстрагирования солевыми растворами. Для удаления белкового компонента полученные препараты М. обрабатывают протеолитическими ферментами, гидролизующими углеводпептидные связи. Белки удаляют денатурацией или дальнейшим ферментативным перевариванием, а смесь образовавшихся гликозаминогликанов разделяют фракционным осаждением цетавлоном или с помощью ионообменной хроматографии. Методы количественного определения изолированных М. основаны гл. обр. на специфических цветных реакциях, которые дают их углеводные компоненты при взаимодействии с сильными кислотами при нагревании: гексуроновые кислоты определяются с помощью карбазола и орцина, нейтральные сахара — антроновым методом.
Биологическая роль мукополисахаридов не ограничивается только тем, что они являются «опорными», «склеивающими» и «смазывающими» материалами. Эти соединения играют важную роль в процессах роста и регенерации тканей, оплодотворения и размножения, проницаемости клеточных мембран и во многих других процессах, обеспечивающих нормальное функционирование многих систем организма. Один из представителей этого класса углеводсодержащих соединений — гепарин, обладает противосвертывающей активностью; он находится в межклеточном веществе многих органов — печени, легких, сердца, артериальных сосудов. Мукополисахариды покрывают поверхность почти всех животных клеток, участвуя в ионном обмене, иммунных реакциях, дифференцировке тканей. Некоторые специализированные клетки, например, гранулоциты или тромбоциты, содержат Мукополисахариды в специальных органеллах своей цитоплазмы. Наследственные нарушения обмена М., в частности недостаточность гидролитических ферментов, участвующих в распаде этих соединений, приводят к накоплению М. в лизосомах клеток и развитию тяжелых лизосомных болезней накопления — мукополисахаридозов. Изменение нормального обмена М. происходит не только при мукополисахаридозах, но и при различных формах ревматизма, артритах, гиповитаминозах. При некоторых физиологических, и патологических, состояниях концентрация М. в крови может изменяться в сторону уменьшения или увеличения. При беременности, пролиферации или дистрофии тканей, различных инфекциях, облучении рентгеновскими лучами концентрация М. в плазме крови резко увеличивается. При некоторых заболеваниях почек п поражениях паренхимы печени концентрация М. в крови снижается. Имеются данные, что при некоторых стрессовых ситуациях, особенно сопровождающихся повышением кровяного давления, в гладких мышечных клетках крупных сосудов в значительной степени возрастает образование сульфатированных М.— гепарансульфата, дерматансульфата и хондроитинсульфата. Накапливающиеся на стенках аорты и других сосудов сульфатированные М., как предполагают, связывают липопротеиды низкой плотности плазмы крови, что способствует образованию атеросклеротических бляшек. Кроме взаимодействия с липопротеидами, М. способны образовывать комплексы с различными белками крови: с гемоглобином, с компонентами фибринолитической системы (фибриногеном, плазминогеном). Некоторые М. могут подавлять или активировать ряд ферментов. Большое значение имеют полианионные свойства М. для процессов кальцификации костной ткани. Удаление М. из срезов хряща приводит к резкому снижению отложении минеральных солей в этой ткани. Экспериментально показано, что способность декальцинированного хряща связывать ионы натрия, калия, кальция и др. находится в прямой зависимости от содержания хондроитинсульфата. При обработке декальцинированной кости гиалуронидазой, участвующей в деградации М., включение Ca в костную ткань резко снижается.
Мурами́н (лат. múrus — стенка) — полисахарид, опорно-механический материал клеточной стенки бактерий. По химическому строению представляет собой неразветвлённую цепь, построенную из чередующихся остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединённых бета-1,4-гликозидной связью. Мурамин по структурной организации (неразветвлённая цепь бета-1,4-полиглюкопиранозного скелета) и функциональной роли весьма близок к хитину и целлюлозе.
2018 год | ||||||||
