химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

Автор Н.А.Преображенский, Р.П.Евстигнеева

глюкуроновой кислоты. Отщепление 33% сульфогрупп меняет конфигурацию молекул и обусловливает потерю биологической активности.

Гепарин образует диссоциирующие комплексы с белками путем нековалентных взаимодействий. Такой комплекс с гликопротеином плазмы является высокоэффективным антикоагулянтом.

Антикоагулятивиая активность гепарина и его комплексов с белками заключается в торможении превращения протромбина в тромбин. Гепарин применяется в терапевтической практике для предупреждения инфаркта миокарда и ликвидации послеоперационных тромбозов. Передозировка гепарина приводит к повышенной кровоточивости, капиллярным кровоизлияниям. Для гепарина характерно также аитилипемическое действие (липемия — связывание частичек нейтрального жира, попадающего в кровь после приема пищи или при патологическом нарушении обмена жиров).

Гепаритин-сульфат — биополимер, близкий по структуре и свойствам гепарину. Он является структурным элементом стенок кровеносных сосудов. Полимер содержит эквимольные количества 2-амино-2-дез-okch-D-глюкозы и гексуроновых кислот и, в среднем, одну сульфо-группу на одно повторяющееся звено. Примерно половина остатков глю-козамина N-сульфирована, остальные — N-ацетилированы. Высокое положительное значение угла вращения плоскости поляризации свидетельствует о наличии а-гликозидных связей; это подтверждается также изучением строения продуктов ферментативного гидролиза гепаритин-сульфата.

Гиалуроновая кислота. Свойства соединительной ткани в значительной степени определяются присутствием в ней гиалуроновой кислоты — несульфированного кислого полисахарида. Она является как бы цементирующим компонентом в соединительной ткани, что связано с ее высокой вязкостью и гидрофильностью. Концентрация гиалуроновой кислоты в разных участках соединительной ткани неодинакова, особенно много ее в пуповине, стекловидном теле глаза, коже, синовиальной (суставной) жидкости. В этих органах гиалуроновая кислота образует

87

солеобразные комплексы с протеинами, которые разрушаются в щелоч--ной среде или под действием фермента папаина. Содержание протеина в комплексе 25—30%.

Частичный кислотный гидролиз гиалуроновой кислоты приводит к -смеси, в которой преобладает дисахарид гиалобиуроновая кислота — , О-глюкуропозидо-В- (1—у-3) -2-амино-2-дезоксиглкжопираноза, выделяемый в виде гидрохлорида:

СООН СН2ОН

ОН NHg-HCI

При гидролизе обнаружен также (гидрохлорид D-глюкозамина, а среди продуктов ферментативного гидролиза — D-глюкуроновая кислота.

Молекулярная масса гиалуроновой кислоты, полученной из различных источников, составляет (2,0—2,8) • 106. Данные светорассеяния показали, что молекула гиалуроновой кислоты образует спираль с радиусом 150—400 нм. Ее комплексы с протеинами, выделенные ультрацентрифугированием или электродиализом, имеют молекулярную массу порядка (8—10) -106. Эти комплексы сильно гидратированы. Содержание протеина в комплексе достигает 20—30%. Он может быть отделен.от полисахарида на ДЭАЭ-сефадексе или разрушением полисахарида гиалуронидазой. По иммунологическому и электрофоретическому поведению протеиновый компонент комплекса близок к а-глобулинам и содержит, по-видимому, примеси В- и ^"глобулинов, однако он отличается от глобулинов плазмы крови. О комплексах гиалуроновой кислоты с альбуминами см. [70].

Гиалуроновая кислота выполняет барьерную функцию: высокая вязкость и наличие активных полярных групп (карбоксильных, гидроксильных, аминогрупп) обеспечивает непроницаемость соединительной ткани для возбудителей болезней.

Под действием фермента гиалуронидазы, расщепляющей гиалуроновую кислоту, происходит ее деполимеризация, следствием чего является снижение вязкости. В результате этого облегчается возможность проникновения различных микроорганизмов в соединительную ткань. Продукты деполимеризации гиалуроновой кислоты попадают в 'кровь и влияют на увеличение РОЭ (скорость реакции осаждения эритроцитов). Нару-¦ шеиия обмена гиалуроновой кислоты являются одной из причин болезненных явлений при ревматических артритах, ангинах, атеросклерозе. Эти патологические явления устраняются при кортизонотерапин, что свидетельствует о контроле обмена гиалуроновой кислоты со стороны гормонов коры надпочечников.

Хондроитинсерные кислоты (хондроитинсульфаты) содержатся в хрящах, коже, костной ткани, трахее, аорте и других органах.

При гидролизе хондроитинсульфатов в гидролизате обнаружен дисахарид хондрозин:

88

Существует несколько типов хондроитинсульфатов (А, В, С, D), отличающихся между собой строением углеводной части, свойствами, отношением к ферментам [71]. Хондроитинсульфаты А и С содержат полисахариды, состоящие в основном из остатков хондрозина, соединенных 6-(1—И)-гликозидными связями.

Хондроитинсульфаты А и С различаются положением сульфогрупп: в хондроитинсульфате А сульфогруппа находится у гидроксильной группы при С4 галактозамина, а в хондроитинсульфате С — при Се:

СООН СН2ОН соон СН2ОН J-У ,^ H03SC J-О J-О ^ HO3SO J-О

ОН NHAC ОН NHAC

хондроитинсульфат А

ОН NHAC ОН, NHAC

хондроитинсульфат С '

Имеются данные, что хондроитинсульфат D содержит две сульфогруппы на один остаток хондрозина: при Сб аминосахара и С2 или Сз глюкуроновой кислоты.

Хондроитинсульфат В (В-гепарин, дерматансульфат) содержит вместо /^-глюкуроновой кислоты L-идуроновую и сульфирован, по всей вероятности, при С* аминосахара:

хондроитинсульфат В

Гиалуронидаза не расщепляет В-гепарин.

Наряду с 2-амино-2-дезоксигалактозамином и уроновыми кислотами в составе хондроитинсерных Кислот найдены галактоза, ксилоза, талозамин, а также аминокислоты. На основании анализа продуктов гидролиза хондроитинсульфатов С и А папаином установлено, что тип углевод-пептидной связи в этих полимерах такой же, как в гепарине [65, 72].

Молекулярная масса хондроитинсульфатов (например, С) достигает 55 000. После разрушения папаином выделены фрагменты с молекулярной массой 28 ООО и 22 ООО. Предполагают, что молекулы хондроитинсульфатов состоят из двух полисахаридных цепей, соединенных пептидами. Полисахарид составляет примерно 70% полимера.

Нарушение обмена хондроитинсульфата приводит к кальцификации стенок кровеносных сосудов, понижению их упругости и повышению хрупкости, является одним из 'факторов развития склероза.

В соединительной ткани обнаружен ряд веществ, близких по строению к хондроитиноерным кислотам. К ним относятся хондроитин, ке-ратосульфат, мукоитинсерная кислота.

Хондроитин отличается от хондроитинсульфатов меньшей степенью сульфирования полисахаридной цепи. Кератосульфат является единственным полисахаридом соединительной ткани, не содержащим уроно-вых кислот. Он построен из остатков галактозы и 2-ацетиламино-2-дез-оксиглюкопиранозы, частично сульфирован. Кератосульфат и хондроитин участвуют в построении основного вещества роговицы. Нарушение обмена этих полисахаридов лежит в основе патологических изменений роговицы.

Мукоитинсерная кислота состоит из эквимольных количеств сульфированных N-ацетилглюкозамина и глюкуроновой кислоты. Она содержится в выделениях пищеварительного тракта, желудочном соке, моче, а также в экстрактах панкреатической железы и плаценты человека.

Гликопротеины

К гликопротеинам относят углевод-белковые комплексы различной структуры, молекулярная масса которых колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Общей чертой гликопротеинов является наличие полипептидной цепи или нескольких цепей, к которым присоединены простетические углеводные группы, имеющие нерегулярное строение. Молекулярная масса олигосахаридных цепочек 512—3 500. Восстанавливающий конец гетеросахаридов соединен О-гликозидной связью с океиаминокислотами (серии, треонин, оксилизин) или N-ацил-гликозиламидной связью с аспарагином.

Основное количество гликопротеинов находится в крови млекопитающих. Среди гликопротеинов сыворотки крови обнаружены альбумины и глобулины, в том числе иммуноглобулины, играющие важную - роль в создании иммунитета, фибриноген и протромбин, участвующие в процессе свертывания крови, орозомукоид и другие. Содержание углеводов в них составляет от 1 до 40%.

На поверхности эритроцитов находятся так называемые вещества групп крови (группоспецифические вещества крови) — биополимеры, содержащие 70—80% углеводов. Несмотря на это их относят к гликопротеинам, а не к полисахарид-протеинам, учитывая нерегулярность олигосахаридных цепей, их состав (аминосахара, галактоза, фукоза, сиаловые кислоты), разветвленность углеводных цепей и молекулы в •целом.

Вещества групп крови выполняют роль «смазки» на поверхности эритроцитов, препятствуя их слипанию, но особенно интересна их роль как антигенов, 'Специфично взаимодействующих с некоторыми белками сыворотки. Антигенные свойства этих веществ определяются структурой олигосахаридных цепей.

Биополимеры с антигенной специфичностью веществ групп крови найдены в других тканях и выделениях организма. Отвечающие за антигенность олигосахаридные цепочки (детерминанты) в этих соеди-

90

нениях имеют одинаковое строение с детерминантами эритроцитов, и только в общей структуре биополимеров есть различия.

Гликопротеины содержатся также в костях, хрящах, коже, кровеносных сосудах, соединительной ткани, слизистых оболочках. Гликопротеины слизистых оболочек и выделений желез часто называют муцинами или сиаломуцинами. Они предохраняют слизистые оболочки от механических повреждений, а также выполняют иммунную функцию. Сиалосодержащие гликопротеины ингибируют агглютинацию эритроцитов вирусом гриппа. Гликопротеинами являются некоторые гормоны и ферменты (эритропоэтин, тиреотропин, гонадотропный гормон, холинэстераза сыворотки крови, рибонуклеаза В из панкреатического сока и др.).

Гликопротеины плазмы крови. Плазма крови представляет собой вязкий водный раствор (90%-ный), содержащий целый ряд соедине* ний (глобулинов), которые являются гликопротеинами. Углевод-белковые соединения плазмы крови обусловливают такие функции плазмы, как регулирование осмотического давления, транспорт водонерас-творимых веществ, иммунохимические свойства, свертываемость. Многие гликопротеины плазмы крови выделены, исследуются их строение и биологические свойства. Сложная смесь этих веществ может быть разделена на индивидуальные при помощи иммуноэлектрофореза. Некоторые гликопротеины плазмы крови приведены в табл. 5.

Таблица 5. Некоторые гликопротеины плазмы крови

Название Концентрация в крови, г/л Молекулярная масса Состав углеводной части

се-Глобулины Орозомукоид («,-кислый гликопро-теин) 3 0,5 45 000 Gal, Man, HexNAc, Fuc, NANA

СС| -Липопротеин 2,0 200000 HexNAc, Fuc, NANA

сСг-Глобулины 7

Церулоплазмин 0,3 150000 Gal, Man, Glc, GlcNAc

а>-Липопротеин 0,2 — —

Г аптоглобин Р-Глобулины Трансферрин 1 11 2,5 ! 00 000 90000 Fuc, Gal, Man Hex

Р Липопротеин Протромбин Yi-Глобулины Фибриноген 4.0 0,1 5 3 1 300 000 62 700 330 000 HexNAc HexNAc, Hex, NANA

Va-Глобулины 9 150 000

Углеводная часть .гликопротеинов плазмы крови характеризуется большим разнообразием моносахаридов. Среди них найдены галактоза, манноза, фукоза, гексозамины. В состав подавляющего большинства изученных в настоящее время гликопротеинов входят сиаловые кислоты, например орозомукоид содержит 9—12% сиаловых кислот, а-гли-копротеин — до 6%.

Глобулины играют важную роль в создании защитных сил организма путем образования антител. Установлено, что в а-фракции находятся противотифозные О-агглюти-

91

пины, а в Р-фракции — Н-агглютинины. Противогриппозные антитела найдены в Рг-фрак-ции. В фракции между р2- и \- обнаружен дифтерийный антитоксин. Наиболее богаты антителами углобулины: найдены противогтрептококковые, противококлюшные, проти-вополиомиелитные, противогепатитные антитела, столбнячный антитоксин и др. Макроглобулины ответственны за неспецифичгский иммунитет организма.

Патологические состояния организма влияют на уровень содержания этих веществ и их состав. Отмечено, что при болезненных нарушениях содержание углевод-белковых веществ в крови повышается, что можно количественно оценить по возрастанию уровня гексозаминов и других моносахаридов. Такого рода отклонения наблюдаются при раке желудка, яичников, легких, саркомы ретикулярных клеток, лимфатической лейкемии, воспалении легких, туберкулезе, остром ревматизме, менингококковой бактеремии, инфаркте миокарда и др. Определение изменений в качественном и количественном составе глобулинов может использоваться в диагностике ряда заболеваний.

Кроме приведенных в табл. 5 веществ выделены и другие глико-протеины плазмы, например гормон эритропоэтин, стимулирующий образование эритроцитов. Он содержит 35% углеводов: 19.5% (от общего содержания углеводов) гексоз, 9% гексозаминов, 1% фукозы, 14% сиа-ловых кислот. В крови найден гликопротеин пропердин, играющий важную роль в инактивации бактериальных клеток.

Строение большинства гликопротеинов плазмы крови, особенно их углеводных фрагментов, изучено мало. Известны данные об общем содержании углеводов в гликопротеинах и числе олигосахаридных цепей в молекулах. Из ряда гликопротеинов после деструкции ферментами были выделены гликопептиды. При изучении гликопептидов, выделенных из у-глобулина, трансферрина и церулоплазмина, показано, что связь между углеводами и пептидами осуществляется через аспа~ рагиновую кислоту [73].

Наиболее изученным гликопротеином плазмы крови является оро-зомукоид (ai-кислый гликопротеин). Он найден в крови человека, бы-<ка, лошади, свиньи и др. Содержание углеводов в нем 40—41% [74].

Сходное строение с орозомукоидом имеет а-глобулич, выделенный из плазмы крови теленка, — фетуин. Его молекулярная масса 45 ООО— 49 700. Некоторые детали строения фетуина выяснены в результате ферментативного и частичного кислотного гидролиза. Под действием нейраминидазы или 0,25 н. серной кислоты (80 °С 1 ч) отщепляются сиаловые кислоты. При более жестком кислотном гидролизе гликопеп-тида, полученного деструкцией фетуина протеолитическьми ферментами, выделен дисахарид:

P-D-Gal-(l-4)-GlcNAc

Углеводная часть фетуина имеет разветвленную структуру, в кото1 рой каждое разветвление представляет собой трисахарид NANA-(2-»3)-p-D-Gal (1— 4)-HexNAc

присоединенный к внутреннему участку, содержащему лактозу и N-ацетилгексозамин. N-Ацетилгексозамин, по-видимому, включается в связь с протеином.

Гликопептиды выделены также при ферментативном расщеплении одного из у-гл°булинов человека. Среди них идентифицирован глико-пептид, содержащий олигосахаридную цепь

NANA4

>D-Gal—(D-Man— D-GlcNAc)— L-Fw/

связанную с пептидами через N-ацетилглюкозамин и аспарагиновую кислоту. Установлены последовательности аминокислот в пептидах, связанных с этими олигосахаридами:

62

у быка..... Glu—GluNH2—Phe— Asp—углевод

у человека .... AspNH2—(Туг, Glu)—Asp—углевод у кролика .... GluNH2—GluNH2—Phe—Asp—углевод

Молекулярная масса гликопептидов, полученных при расщеплении фибриногена проназой, составляет около 2300. По-видимому, в состав фибриногена входит 6—7 олигосахаридных цепей. Гликолептиды содержат сиалову

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Скачать книгу "Химия биологически активных природных соединений" (6.60Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
keuco смесители
курсы ландшафтных дизайнеров в коломне
шторки для hyundai grand stareks
рамка номер

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)