Олигосахариды

1. Дисахариды и их характеристика.

2. Биосинтез дисахаридов.

3. Трисахариды и их характеристика.

Олигосахариды (сложные сахара или полисахариды 1-го порядка).

I. Дисахариды построены из соединенных между собой остатков моносахаридов. При этом могут соединяться две гексозы, две пентозы или же пентоза и гексоза. Соединение этих моносахаридов происходит за счет гликозидного гидроксила одного из моносахарида и одной из гидроксильных групп другого моносахарида. В результате выделяется молекула воды и образуется дисахарид. При нагревании с кислотами или под действием соответствующих ферментов происходит гидролиз дисахаридов, которые распадаются на две молекулы моносахаридов.

Сахароза под действие фермента b-фруктофуранозидазы (инвертаза или сахараза) распадается на глюкозу и фруктозу, лактоза под действием фермента b-галактозидазы (лактаза) – на глюкозу и лактозу, мальтоза под действием мальтазы гидролизуется на две молекулы глюкозы.

Дисахаридами являются: сахароза, лактоза, мальтоза, мелибиоза, трегалоза, целлобиоза, гентиобиоза.

Сахароза (тростниковый сахар, свекловичной сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁. Широко распространена в растениях (в листьях, стеблях, семенах, фруктах, ягодах, корнях, клубнях). Играет огромную роль в питании человека. Легко растворима в воде. Хорошо сбраживается дрожжами.

Сахароза не содержит свободного гликозидного гидроксила и поэтому она является нередуцирующим сахаром. При гидролизе сахарозы образуется инвертный сахар (смесь глюкозы и фруктозы), так как при этом правовращающий раствор становится левовращающим.

Лактоза (молочный сахар). Содержится в молоке животных. Сбраживается лишь особыми, лактозными дрожжами, содержащимися в кефире и кумысе. В молекуле лактозы имеется один свободный гликозидный гидроксил в остатке глюкопиранозы. Лактоза является редуцирующим сахаром.

Мальтоза (солодовый сахар). Образуется при расщеплении крахмала под действием фермента b-амилазы. Содержится в большом количестве в солоде, и солодовых экстрактах. Является редуцирующим сахаром, состоит из двух молекул глюкозы.

II. Биосинтез дисахаридов. Наиболее хорошо изучен биосинтез сахарозы. Она используется для питания клетками животных и растений. В большом количестве содержится в сахарной свекле 15-20%, сахарном тростнике 16-18%.

Длительное время считалось, что сахароза синтезируется в растениях за счёт обратимости действия фермента инвертазы, но впоследствии было доказано, что в биосинтезе сахарозы важную роль играет фосфорная кислота. Это подтверждается тем, что при внесении фосфорных удобрений на свекловичные плантации увеличивает сахаристость сахарной свеклы и наоборот фосфорное голодание приводит к потери сахарозы в её клубнях. Впоследствии был выделен фермент сахарозофосфорилаза, катализирующий синтез сахарозы из глюкозо-1-фосфата и фруктозы. Она обнаружена лишь в некоторых бактериях. Этот фермент катализирует реакцию:

Глюкозо-1-фосфат + фруктоза ↔ сахароза + пирофосфат

Сахарозофосфорилаза обладает строгой специфичностью к глюкозо-1-фосфату. Замена его на галактозу-1-фосфат не приводит к синтезу сахарозы и, наоборот, данный фермент не обладает строгой специфичностью к фруктозе - замена фруктозы на другой сахар приводит к биосинтезу дисахарида. Сахарозофосфорилаза обладает трансферразной функцией и включается в систему переглюкозилирования. Эти системы были найдены в листьях свеклы, картофельной ботве, проростках фасоли, гороха. Важная роль здесь принадлежит УДР-глюкозе.

_{трансфераза}

1. Глюкоза + АТР → глюкозо-6-фосфат + АДР

_{оксиизомераза}

2. Глюкозо-6-фосфат → глюкозо-1-фосфат

3. УТР + глюкозо-1-фосфат → УДР-глюкоза + 2 Н₃РО₄

4. Фруктоза + АТР → фруктозо-6-фосфат + АДР

_{сахарозосинтетаза}

5. УДР-глюкоза + фруктозо-6-фосфат → УДР + сахароза-6-фосфат

_{сахарозотрансфераза}

6. Сахароза-6-фосфат → сахароза + Н₃РО₄

^{(фосфотаза)}

Аналогично проходит биосинтез лактозы.