Гликопротеины и протеогликаны (мукополисахариды). Протеогликаны и гликозаминогликаны Гиалуроновая кислота гликозаминогликаны

Гликозаминогликаны, группа кислых гетерополисахаридов, в качестве структурных элементов протеогликанов являются важным компонентом межклеточного матрикса (см. ).

В качестве типовых структурных блоков гликозаминогликаны содержат аминосахара , такие, как глюкуроновая или идуроновая кислоты. Большинство полисахаридов этой группы в различной степени этерифицировано остатками серной кислоты, которые усиливают их кислотные свойства. Гликозаминогликаны присутствуют в организме позвоночных как в свободном виде, так и в составе протеогликанов.

Гиалуроновая кислота , относительно простой неэтерифицированный гликозаминогликан, построена из дисахаридных звеньев, состоящих из N-ацетилглюкозамина и глюкуроновой кислоты , соединённых в положении β(1→3). Повторяющиеся звенья связаны в положении β(1→4). Благодаря присутствию β(1→3)-связей молекула гиапуроновой кислоты, насчитывающая несколько тысяч моносахаридных остатков, принимает конформацию спирали. На один виток спирали приходится три дисахаридных блока. Локализованные на внешней стороне спирали гидрофильные карбоксильные группы остатков глюкуроновой кислоты могут связывать ионы Ca 2+ . За счёт сильной гидратация этих групп гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны при образовании гелей связывают 10 000-кратный объём воды. Гиалуроновая кислота выполняет функцию стабилизатора геля в стекловидном теле глаза , которое содержит всего 1 % гиалуроновой кислоты и на 98 % состоит из воды.

Статьи раздела «Гликозаминогликаны и гликопротеины»:

• А. Гиалуроновая кислота

Book DescriptionGeobiology is an exciting and rapidly developing research discipline that opens new perspectives in understanding Earth as a system. ...

Biological Aging: Methods and Protocols investigates the various processes that are affected by the age of an organism. Several new tools for the ...

Реакция альцианового синего с реакционными группами субстрата основана на свойстве молекул красителя взаимодействовать с отрицательно заряженными группами субстрата и располагаться перпендикулярно к продольной оси. Если содержание ГАГ в исследуемых структурах низкое, перед окраской проводят карбоксиметилирование. Алкилирование, происходящее по воздействием метилиодида блокирует все карбоксильные группы, оставляя неизменными сульфатные, что улучшает качество реакции.

Методика выявления кислых гликозаминогликанов по Стидмену:

1. депарафинированные срезы довести до воды.

2. нанести 0,1% раствор альцианового синего на 10 мин.

3. промыть в дистиллированной воде.

4. окрасить гематоксилином Майера 3-5мин.

5. промыть в водопроводной воде 2-3 мин.

6. провести по батарее спиртов, через ксилол 1, ксилол 2, и минуя

карбол/ксилол заключить срезы в канадский бальзам.

Результат: кислые ГАГ окрашиваются в сине-голубой цвет.

Занятие 4. Освоение методики выявления коллагена по Маллори

(2 Часа).

Избирательность метода обусловлена специфическим связыванием молибденовой кислоты с коллагеновыми волокнами с последующим присоединением обычных сульфированных красителей.

Используя комплекс визуализации и анализа изображения получить и разместить фотографию политенных хромосом, отметить их характерные морфологические признаки.

Методика выявления коллагена по Маллори:

окрасить 0,1% раствором кислого фуксина -3 мин;

промыть в дистиллированной воде и зафиксировать окраску 1%

раствором фосфорно-молибденовой кислоты;

промыть в дистиллированной воде

окрасить сложным красителем в течение 2 мин* ;

промыть в дистиллированной воде;

дифференцировать в 96 0 спирте;

провести по батарее – абсолютный спирт, ксилол 1, ксилол 2, заключить в

Результат : коллагеновые и ретикулиновые волокна темно-синие, слизь

синяя, эритроциты красно-оранжевые, мышечная ткань ярко-

оранжевая, хроматин красный или тёмно-коричневый.

Приготовление рабочего раствора красителя : к 0,5 г анилинового синего + 2 г оранжевого + 2 г щавелевой кислоты и растворить в 10 мл дистиллированной воды. Прокипятить, остудить и профильтровать.

Занятие № 5. Освоение методики выявления митохондрий по Альтману (2 часа).

Методика выявления митохондрий по Альтману:

депарафинированные срезы довести до воды;

нанести в избытке готовый раствор кислотного фуксина на анилиновой

нагреть стекло над пламенем спиртовки до появления паров и остудить.

Эту операцию повторяют 1-2 раза; после окончательного охлаждения

избыток рас­твора красителя слить;

дифференцировать в трех порциях пикриновой кислоты;

провести по батарее – 96 0 , абсолютный спирт, ксилол 1, ксилол 2 и минуя карбол/ксилол заключить в бальзам.

Результат: мито­хондрии – резко красные на желтоватом фоне.

Примечания . Наибольшую трудность представляет дифференцировка в пикриновой кислоте. Если она прервана слишком рано, то митохондрии и протоплазма остаются окрашенными в одинаковый красный цвет; если она прервана слиш­ком поздно, то митохондрии уже недостаточно выделяются на фоне обесцве­тившейся протоплазмы.

Используя комплекс визуализации и анализа изображения получить и разместить фотографию первичной культуры клеток, окрашенную по Альтману, обозначить локализацию митохондрий в клетке.

Приготовление раствора красителя . В 100 см 3 анилиновой воды растворяют в 20 г кислого фуксина, так как стойкость раствора очень ограничена (около 24 час), то лучше приготовлять лишь 10 см 3 .

Раствор I : пикриновая кислота, насыщенная на абсолютном спирте 10 см 3 , 20-градусный спирт 40 см 3 . Раствор II : пикрино­вая кислота, насыщенная на абсолютном спирте 10 см 3 , 20-градусный спирт 70 см 3 . Первым раствором наполняют два стаканчика: один, чтобы смыть избыток раствора красителя (около 15 сек.); второй для следующей за этим дифференцировки. Дифференцировку заканчивают в третьем стаканчике с раствором II (1-3 мин.)

Гликозаминогликаны представляют собой гетерополисахариды натурального происхождения, которые можно встретить:

• в веществе, находящемся в пространстве между клеток органов и тканей;
• в некоторых видах соединительной ткани;
• в синовиальной жидкости;
• в кожных покровах;
• в хрящах.

В сочетании с коллагеновыми волокнами и эластином они создают прочную основу под названием матрикс.

Функции полисахаридов

Гликозаминогликаны обладают свойством связывать молекулы воды в большом количестве, благодаря чему межклеточное вещество принимает желеобразную консистенцию. К представителям этой группы можно отнести такое вещество как гепарин, который содержится в сердечной ткани, артериальных стенках и в легких. Он действует как противосвертывающее средство и является антикоагулянтом.

Гликозаминогликаны принимают участие:

• в ионном обмене;
• в иммунных реакциях;
• в дифференцировке тканей;
• в опорной функции;
• в восстановлении клеток;
• в оплодотворении.

Гликозаминогликаны сформированы из дисахаридных единиц, которые повторяются. В каждом из них, кроме гиалуроновой кислоты, есть остаток моносахаридов с О-сульфатной группой или N-сульфатной группой. В теле человека эти полисахариды не могут появляться в свободном состоянии, поэтому они связываются с белком. В своем составе гликозаминогликаны имеют остаток глюкозамина или галактозамина.

Другой главный мономер этого вещества представлен кислотами: D-глюкуроновой и L-идуроновой.

Все полисахариды, находящиеся в синовиальной жидкости или в органах и тканях тела, различаются размером молекул высокой молекулярной массы и молекулярно-массовым распределением. Эти вещества относятся к отрицательно заряженным полиэлектролитам.

Гликозаминогликаны локализуются в разных тканях и органах в зависимости от разновидности:

1. В печени, легких и сосудистой стенке содержится такой компонент как гепарин.
2. В хрящиках можно обнаружить несколько веществ сразу: гиалуроновая кислота, дерматансульфат, хондроитин-4-сульфат и кератансульфат.
3. Пупочный канатик и сухожилия содержат дерматансульфат и хондроитин-4-сульфат. В костной ткани человека находится кератансульфат, гиалуроновая кислота и хондроитин-4-сульфат.
4. Эмбриональные хрящи также содержат гиалуроновую кислоту и хондроитин-4-сульфат.
5. В спинальных дисках находятся дерматансульфат и кератансульфат.
6. В роговице глаз хондроитин-4-сульфат и кератансульфат.

Распад этих полисахаридов происходит с участием специфических гидролитических ферментов. Нарушенный обмен гликозаминогликанов вследствие наследственной патологии способствует избыточному скоплению этого вещества. Все это может приводить к развитию серьезных заболеваний, которые называются мукополисахаридозами.

Эти заболевания представляют собой тяжелые наследственные патологии, которые сопровождаются характерными клиническими признаками.

Во время этой болезни появляются:

• нарушения умственного развития у детей;
• помутнение роговицы глаза;
• скелетная деформация;
• сосудистые патологии.

Встречается несколько разных типов мукополисахаридоза. Поэтому, для того чтобы установить диагноз, необходимо определить активность лизосомальных гидролаз. Встретить нарушение обмена полисахаридов можно также при наличии различных гиповитаминозов.

В сыворотке крови у здорового человека гликозаминогликаны составляют около 40-75 мг на 100 мл. Концентрация этого вещества может повышаться, если человек болеет ревматизмом, пропорционально ревматическому прогрессу.

Также изменения количества полисахаридов в составе крови можно наблюдать:

• при дистрофических процессах тканей;
• во время беременности;
• при болезнях почек;
• при инфекционных процессах;
• стрессовых состояниях.

Все гликозаминогликаны имеют быструю обменную скорость, поэтому полупериод их жизни составляет около 3-10 дней. Разрушаются гликозаминогликаны эндогликозидазами, экзогликозидазами и сульфатазами. К ним можно отнести идуронидазу, гиалуронидазу и галактозидазу. Под действием лизосомальных гидролаз обеспечивается равномерное и полное расщепление полисахаридов до мономеров.

Классификация гликозаминогликанов

Известны шесть главных видов этих веществ, которые находятся в разных тканях и решают конкретные задачи.

Классификация полисахаридов:

1. Гиалуроновая кислота;
2. Кератансульфаты;
3. Гепарин;
4. Хондроитин сульфаты;
5. Дерматансульфат;
6. Гепарансульфат.

Такой компонент как гиалуроновая кислота может встретиться в разных тканях и органах, где она выполняет функцию смазочного вещества и способствует снижению трения между поверхностями суставов. Гиалуроновая кислота связывается с белком и принимает участие в формировании протеогликановых агрегатов. Из-за уникальных способностей данное вещество применяется в косметологической сфере в различных профессиональных процедурах и в медицине. Получают гиалуроновую кислоту в лабораториях синтетическим путем.

Кератансульфаты относятся к самым гетерогенным гликозаминогликанам, которые различаются между собой общим содержанием углеводов и распределением в тканях. Они содержат остаток галактозы и обнаруживаются в межпозвоночном диске, хрящах и костной ткани.

Вещество под названием гепарин является основным компонентом крови, который отвечает за ее свертываемость. Производится гепарин тучными клетками и содержится внутри них в специальных гранулах. Больше всего этого полисахарида находится в кожных покровах, легких и в печени.

Хондроитин сульфат относится к самым распространенным гликозаминогликанам, которые обнаруживаются в связках, сухожилиях и артериях. Дерматансульфат встречается в большом количестве в тканях животных и в межклеточном веществе хрящевой ткани.

Гепарансульфат находится в составе протеогликанов базальных мембран и считается постоянным веществом клеточной поверхности. Имеет схожую структуру дисахаридной единицы с гепарином.

Протеогликаны

Протеогликаны как и гликозаминогликаны являются компонентом межклеточного матрикса и также играют значительную роль в создании каркаса и поддерживании всех внутренних органов и систем. Эти вещества представляют собой высокомолекулярные белковые образования или структурный комплекс из гликозаминогликанов с белком.

Протеогликаны выполняют такие функции:

• формируют тургор тканей;
• взаимодействует с волокнами коллагена и эластином;
• выполняет защитную функцию;
• влияют на ионный обмен;
• помогают создать фильтрационный барьер в почках;
• играют роль в иммунных реакциях;
• помогают присоединить воду и катионы.

Протеогликаны в теле человека содержатся в 30% от сухой массы тканей. Белки этого вещества представлены одной полипептидной цепью. Каждый вид протеогликанов имеет в своей основе разные полисахаридные составляющие, различающиеся между собой.

Гликозаминогликаны – лекарственные препараты, которые ранее назывались мукополисахаридами. В организме эти вещества ковалентно связаны с протеогликанами и не встречаются в свободном виде. Всего на сегодняшний день принято выделять 7 основных типов, их которых 6 сходны по своей структуре. Это:

1. Дерматансульфат.
2. Хондроитин-4-сульфат.
3. Хондороитин-6-сульфат.
4. Гепарин.
5. Гепарансульфат.

Что же касается седьмого типа, то это кератансульфат, который немного отличается от вышеперечисленных. В организме все эти вещества входят в состав соединительной ткани межклеточного вещества, имеются в костной ткани и синовиальной жидкости, а также в стекловидном теле и роговице глаза. Генетические патологии распада гликозаминогликанов заканчиваются развитием такого наследственного заболевания, как мукополисахаридоз.

Артрадол

В одной ампуле этого препарата содержится 100 мг хондроитина сульфат натрия. При внутримышечном введении легко всасывается и уже через 15 минут обнаруживается в синовиальной жидкости. Наибольшая концентрация наблюдается через час после введения, затем она постепенно снижается на протяжении двух дней.

В период лечения лекарство используют по 100 мг, через день. Сухое вещество необходимо предварительно развести в 1 мл воды для инъекций. Полный курс лечения — 25 – 35 инъекций, через 6 месяцев курс можно повторить.

Основными показаниями для приёма препарата считаются первичный артроз, остеоартроз с поражением наиболее крупных суставов и межпозвоночный остеохондроз.

Артрон Хондрекс

Это современный таблетированный препарат на основе хондроитина сульфата, причём в каждой таблетке содержится 750 мг активного вещества. Применяется при лечении разных болезней:

1. Остеопатии.
2. Пародонтопатии.
3. Остеохондроза.
4. Дегенеративных заболеваний хрящей и суставов.

В день необходимо принимать по одной – две таблетки. После того, как будет достигнут желаемый эффект, дозировка понижается до поддерживающей — 750 мг в сутки.

Ангиофлюкс

Активное вещество этого препарата – натуральный продукт, который состоит из смеси глюкозаминогликанов — гепариноподобной фракции и дерматансульфата. Препарат вводят внутривенно капельно, растворив содержимое ампулы в 150 – 200 мл физраствора. Курс парентерального введения — 15 – 20 систем, после чего следует перейти на приём капсул.

Основное показания для приёма – ангиопатия, при которой велик риск тромбообразования, микроангиопатия, к которой можно отнести нефропатию, ретинопатию, нейропатию, а также макроангиопатию при сахарном диабете.

Вессел Дуэ Ф

Выпускается препарат в капсулах и в растворе для внутримышечного и внутривенного введения, и относится к антикоагулянтам прямого действия. В начале лечения лекарство вводится внутривенно, после чего переходят на приём капсул. Длительность лечения 30 – 40 дней. Полный курс проводится два раза в год. К основным показаниям для применения можно отнести:

1. Ангиопатию с повышенным риском тромбообразования.
2. Ишемический инсульт.
3. Сосудистую деменцию.
4. Флебопатию.
5. Тромбофлебические состояния.
6. Гепарин-индуцированную тромботическую тромбоцитопению.

В период лечения требуется постоянный контроль периферической крови, а также время кровотечения и время свёртывания.

Мукартрин

Мукартрин – препарат, который относится к стимуляторам регенерации хрящевой ткани. Препарат обладает хорошей противовоспалительной активностью, обладает антитромботическим действием, снижает уровень липидов в крови, помогает восстановить повреждённую соединительную ткань и хрящевые клетки.

Прежде, чем начинать лечение любым препаратом из группы гликозаминогликанов, надо проконсультироваться со специалистом, так как здесь могут быть некоторые противопоказания, причём для всех 7 видов этих веществ они могут быть самыми разными, так как действуют лекарства по-разному.

К препаратам, которые также относятся к этой группе, относятся:

1. Структум.
2. Хондрогард.
3. Хондроитин.
4. Хондроксид.
5. Румалон.

С чем может быть связана нехватка гликозаминогликанов? Это может быть следствие диет или вегетарианства, метаболические нарушения, которые приводят к болезням, чрезмерные нагрузки на организм и возрастные изменения. Поэтому в некоторых случаях препараты, содержащие гликозаминогликаны, могут назначаться и для профилактики.

Министерство здравоохранения Российской Федерация

Российский государственный медицинский университет

Э Т А Л О Н Ы

К ВОПРОСАМ ТЕСТОВ ПРОГРАММИРОВАННОЮ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПО БИОЛОШЧЕСЮЙ ХИМИИ

Под редакцией профессора Ю.С.Татаринова

?&>сква I99Q

Эталоны к вопросам теотов программированного контроля знаний отудентов по бнологичеокой хи­ мия. Под общей редакцией проф. Ю.С.Татаринова.М, FIW, 1993.

В данном выпуске представлены эталоны к вопросам программиро­ ванного контроля знаний студентов по биологической химии, изданным в двух брошюрах ранее. Эталоны позволяют оценивать правильность от­ ветов студентов на контрольные вопросы, они также могут быть исполь­ зованы в качестве учебного пособия для самоподготовки.

Под общей редакцией профессора Ю.С.Татаринова*

Рецензенты - доктор химических наук профеосор Ю.И.Бауков и кандидат биологических наук доцент Н.И.Ивков*

(с) Российский государственный медипинский университет, 1993.

Р А З Д Е Л

ХИМИЯ И ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

З а н я т и е I

1. Углеводы это соединения, являющиеся полиоксиальдегвдами или полиоксикетонами, и их производные. Углеводы делят на моносахариды, олигосахарвды (состоят обычно из 2-10 моносахарвдных остатков) и поли­ сахариды (гликаны).

В организме углеводы выполняют прежде всего энергетическую и пла­ стическую функции, они также необходимы для функционирования генети­ ческого аппарата (пентозы в нуклеиновых кислотах), для биологического катализа (пентозы в коферментах), для детоксикационных процеосов (пар­ ные синтезы с участием глюкуроната), для иммунологических и регулятор­ ных процессов (углеводы в составе иммуноглобулинов, рецепторов и ряда гормонов), для смазки трущихся поверхностей.

В сутки взрослый человек получает с пищевыми продуктами 350-450 граммов углеводов преимущественно в виде крахмала.

2. В организме человека в обменных процессах участвуют следующие важнейшие углеводы: триозы глицеральдегвд и дигвдроксиацетон, тетроза эритроза, пентозы рибоза, дезоксирибоза, рибулоза, ксилулоза, гекоозы глюкоза, фруктоза, галактоза, манноэа, гептоза седогептулоза, дисаха­ риды лактоза, мальтоза, оахароза (поступает с пищевыми продуктами), гомополиоахариды гликоген, крахмал и клетчатка (последние два поступа­ ют в соотаве пищевых продуктов), гетерополисахариды гликозаминогликаны,

3. Изомерия среди моносахаридов обусловливается наличием альдеги­ дной или кетонной группы (альдозы или кетозы), присутствием хиральных центров (возникновение оптически активных стереоизомеров, D- и L-форм), образованием циклических структур (пиранозы и фуранозы), появлением аномерного хирального центра в процессе циклизации (*- и ^-аномерв), возможностью вращения атомных групп вокруг одинарных связей (конфорыационные изомеры).

4. Полиоахарвд-белковые комплексы делят на протеогликаны (до 95 % их массы приходится на долю углеводного компонента) и гликопротеины,

в которых доля углеводов может составлять лишь несколько процентов.

В протеогликанах углеводные компоненты являются полисахаридами (кислые гликозаминогликаны), содержат уроновые кислоты, а часто и сер-

ную кислоту, представляют собой длинные линейные цепи с повторяющий­ ся диоахардднш фрагаентамн, связь с белком макет быть как ковалент­ ной, так и электростатической.

В гликопротеинах углеводная часть представлена обычно одним или несколькими олигосахардами (нейтральные гликозаминогликаны), не со­ держащими уроновых кислот и серной кислоты, часто разветвленными, без повторяющихся звеньев, присоединенным к белку только ковалентной связью.

В состав кислых гликозаминогликанов (кислых мукополисахаридов) могут входить гексозамины (глюкозамин, галактозамш), уксусная кисло­ та, уроновые кислоты (глюкуроновая, вдуроновая кислоты), серная кисло­ та, небольшое количество гекоозы (галактоза), иногда опаловой киолоты.

Нейтральные гликозаминогликаны в своей структуре могут содержать гексозы (глюкоза, галактоза, манноза), гексозамины (глюкозамин, галактозамин), уксусную кислоту, фукозу, различные опаловые киолоты.

5. Кислыми гликозаминогликанами являются гиалуроновая кислота, хощцюитинсульфаты, дерматансульфаты, кератансульфаты, гепарансульфаты и гепарин.

Гиалуроновая кислота состоит из чередующихся ацетилглюкоаамина и глюкуроновой кислоты, связи /*-(1*4) и ^-(1+3). общее число мономерных единиц может доотигать нескольких тысяч. Участвует в образовании протеогликановых агрегатов, которые находятся в межклеточном веществе соеди­ нительной ткани, в коже, в хрящах и других тканях. Цротеогликановые аг­ регаты включают в себя и лолипелтидяые цепи, и ховдроятинсульфаты, кератансульфат, связаны с коллагеном, фибронектином, ламинином. Эти аг­ регаты образуют сетевидную структуру, формирующую тканевой каркас, они связывают большое количество воды, обусловливают тургор тканей, влияют на перемещение ионов, придают свойства смазки синовиальной жидкости и слизям.

Хоцдроитинсульфаты (ходцроитин-4-сульфат, хондроитин-6 -сульфат)

я дерматансульфаты состоят из чередующихся ацетилгалактозамина и глюк­ уроновой или вдуроновой кислоты, обязательно наличие и серной кислоты; кератансульфаты включают в свою сФуктуру ацетилглюкозамин, серную кяолоту, галактозу, сиаловые кислоты. Общее количество мономерных единиц - от нескольких десятков до нескольких сотен, связи /М1-#4) и £-(1*3).

СодерЕащие серную кислоту кислые гликозаминогликаны распространены в хрящах, костях, сухожилиях, коже, артериальной стенке, роговице. Учас­ твуют в образовании протеогликановых агрегатов, выполняют структурную функцию.

Гепарин построен из глюкозамина, анетилглюкозамина, идуроновои

количество мономерных единиц может достигать сотен я даже тысяч. 1 Ъдарансульфаты по структуре аналогичны гепарину, однако соотношения компо­ нентов иные, размеры молекулы меньше. Гепарин обнаруживается во многих тканях, особенно в тучных клетках эндотелия сосудов. Высвобождаясь в кровоток, гепарин действует как антикоагулянт, активируя антитромбин III, "он также активирует липопротеинлипазу. Гепарансульфаты широко рас­ пространены во внеклеточном веществе, им присуща структурная функция.

6 . Нейтральные гликозаминогликаны, входящие в состав гликопротеи­ нов, представляют собой олигосахарвды (до 17 мономерных единиц), состо­ ящие из гексоз (глюкоза, галактоза, манноза), ацетилгексозаминов (ацетилглюкозамин, ацетилгалактозамин), фукозы, сиаловых кислот, соединен­ ных различными связями (1*2, 1+3, 1+4, 1+6, 2+6 как вр~ , так и в«с- конфигурации), цепи обычно разветвленные. Гликопротеины, содержащие нейтральные гликозаминогликаны, широко распроатранены как в клетках, так и вне их, они могут быть ферментами, гормонами, переносчиками, ре­ цепторами, лектинами, они участвуют в процессах роста, межклеточного взаимодействия, клеточной дифференцировки, морфогенеза, эндоцитоза, трансформации клеток и др.

К подобным гликопротеинам относятся иммуноглобулины, трансферрин, церулоплазмин, гаптоглобин, фибриноген, протромбин и другие белки кро­ ви, некоторые гормоны гипофиза (тиреотропин, фоллитропин, лютропин), внутренний фактор Кастла, энтеропептидаза, ферменты лизосом и другие.

9. 2-Дезоксярибоэа: cHf<#

он н

10 . Глюкуроновая кислота:

11. Ацетилглюкозамин:

12 . /9 -Фруктоза:

Нейраминовая кислота (ее ацетильные или глицильные про­

изводные являются сиаловыми кисло­ тами):

Off и

Дисахарид лактоза, состоит из остатков ^-галактозы и oc-глюкозы, связь ^(1*4):

CHfOH QHi-CH Но *

Остаток Остаток ^-галактозы оГ-ГЛЮКОЗЫ

Дисахарид сахароза, состоит из остатков «(-глюкозы и ^-фруктозы, связь Ьi+ 2 fi:

Остаток Остаток «(-глюкозы р -фруктозы

Яратаент амилопектяна крахмала, состоит из остатков «(-глюкозы, связи «(1+4). а

в точке ветвления о((1 *ъ):

cHg&i 9«i

		* 0 +*)

13. о*-Галактоза:	Фрагмент гликогена,
	состоя* из остатков оС-глюкозы,
		*(1 *4 ), а в точке вет­
		вления о<(1 *6 ):
* 6 +*)
14. Ацетилгалактоз-		Зрашент клетчатки,
	состоит из остатков >в-глюкозы,
		ев® 11 /И 1*4):

io-cн$

В организме человека кет фермента целлюлазы, поэтому в процессе

пищеварения Д-гликозидные связи гядролизоваться не могут. f

15. В пищеварительных соках содержатся следующие ферменты» рас­ щепляющие (гидролизующие) пищевые углеводы:

В слюне - о(^амилаза, расщепляет «{(1*4) связи крахмала и глико­ гена с образованием декстринов и мальтозы.

В желудочном соке ферментов, гидролизующих углеводы, нет.

В панкреатическом соке - оС-амилаза, действует аналогично фер­ менту слюны.

В кишечном соке содержатся клет,очные ферменты, попадающие в него

с десквамируемым эпителием, - о(-емилаза, амило-1 ,6 -глюкоэида8 а, оли- го-1 ,6 -глюкозидаза (расщепляют связи о((1 +6 ) в крахмале, гликогене, декстринах), мальтаэа (гидролизует связь ы>(1«4) в мальтозе с образо­ ванием двух молекул глюкозы), лактаза (расцепляет в лактоее связь

>в(1-*4), возншшют галактоза и глюкоза), оахараза (гидролизует в са­ харозе связь с образованием глюкозы и фруктозы).

Вое указанные фе рменты относятоя к класоу гвдролаз.

16. Фруктоза воаоывается из полооти кишечника путем облегченной диффузии, другие же моносахариды при малой их концентрации в кивечни-

ке требуют активного транспорта с затратой энергия (вторичный актив­ ный транспорт). Для их всасывания необходимы белок-переносчик, ионы натрия, ^а+,К+-АТФвза и АТФ. Быстрее всех всасывается галактоза. В процессе всасывания моносахариды попадают из энтероцитов в портальную систему и в печень.

Г7. Важнейшие пищевые гексозы - глюкоза, галактоза, фруктоза, манноза - могут превращаться друг в друга, этот процесс начинается в слизистой кишечника, но особенно интенсивен в печени. Цри этом гексо­ зы сначала активируются (путем фосфорилирования или соединения с УДФ)

и лишь затем могут превращаться в другую гексозу.

18. Глюкозу в различных тканях фосфорилирует (6 -Й углеродный атом) гексокиназа, в печени имеется и ее изофэрмент глюкокиназа, фрук­ тоза фосфорилируется в 6 -м положении фруктокиназой, а в положения I - кетогексокиназой, галактоза фосфорилируетоя галактокиназой (возникает галактозо-1 -фосфат), манноза может фосфорилироваться в положении 6 гексокиназой и маннокиназой. Все эти ферменты относятся к классу транофераз.

19. Галактоземия это врожденное наследственное заболевание, свя­ занное с недостаточной активностью в печени фермента гексозо-1 -фоофат- уридилилтрансферазы. Вследствие дефицита этого фермента галактоза, по­ ступающая в организм новорожденного с лактозой молока матери, не мо­ жет превратиться в глюкозу, концентрация ее в крови растет, она начи­ нает превращаться, восстанавливаясь, в токсичный спирт галвктитол (дульцит), в результате развивается задержка роста, катаракта,умственная отсталость. Ребенка следует перевеоти на беэгалактозную диету. Цри этом необходимая для синтеза гликопротеинов и гликолипидов активная

УДФ-галактоза возникает в нужных количествах из УДФ-глюкозы о помощью эпимеразы.

20. Цревращение фруктозо-6 -фосфата в глюкозу:

					НдР04
	Р" H0-C.-H
но-С-И				- ----------- -
Фруктозо-6 -фоофат		Глюкозо-6 -фоофат

Фермент I относится к классу изомераз, а фермент 2 - к классу ПЦфОЛаЗ.

	21 . Цреврацнпе галактозы в УДФ-галактозу (актжвдроватае):
СН(0 М				Глюко80-1-4оофат
				« Ш - г д ж ж а J "
				Г9 *оо8 о-1 -фоофаг-да-
				дыыгрансфедоа 12 )
	Галактоза	Галактоао-1 -фэофвт
				Ферменты I и 2 отнооятоя
				х клаосу транофераэ.

УДФ-гадактоэа

22* Превращение УДФ-галактозы в УДф-гдюкозу: НАДВШ+) С*ОН

~ д t НАД4-J "

УДФглюкоза-4- -эпимераза

УДФ-галнктоза

УДФ-глюкоза

Промежуточный продукт

Фермент УДФглюкоза-4- эпимераза отнооитоя у клас­ су оксядоредуктаз.

23. Гликоген синтезируется из глюкозы при учаотии АТФ, УТФ, за­ травки гликогена (олигосахарид, прикрепленный к белку или пептиду) и соответствующих ферментов*

Этапы этого процесса: образование активной глюкозы (УДФ-глюкозы), образование линейных полисахаридных цепей (действует гликогенсинтаза) и образование разветвленной структуры (действует гликоген-ветвящий фермент),

24. В наибольших количествах гликоген содержится в печени и мыш­ цах. В мышцах гликоген является запасным энергетическим материалом, продуцирующим в процессе распада метаболиты для синтеза АТФ. В печени же запасы гликогена используются в основном для поддержания концен­ трации глюкозы в крови на определенном уровне. Общее количество гли­ когена в печени взрослого человека может достигать свыше 100 г.

25. Синтез гликогена протекает последовательно через следующие

продукта: глюкоза, гшоао-6 -фоофат, глюкоао-1 „6 -биофоофат, глюкозо- -I-фоофат, УДФ^-глюкоза, удлиненная линейная полиоахаридная цепь, раз­ ветвленная полисахаридная структура (гликоген).

26. В цроцеосе оинтеза гликогена участвуют (поолвдоваткльно) сле­

дующие ферменты: гекоокинааа (гдисокиназа в печет) - относятся к клаооу транофераз, фоофогяжомутаза (клаоо транофераз), глюкозо-1-фос- фат-уриднлилтранофераза (клаоо транофераз), глякогенсянтаза (класо транофераз). гликоген-ветвящий фермент (класс транофераз).

27. Бяосянтеэ гликогена стимулируется инсулином, под влиянием ко­ торого возрастает активнооть ферментов, споооботвующих синтезу глико­ гена (гекоокиназа, гликогеноинтава), и ингибируются ферменты, усилива­ ющие распад гликогена (гликогенфосфорилаза, глюкозо-6 -фоофатаза). Инсулин активирует фоофодиэотеразу, разрушающую цАМФ, вследствие чего прекращается действие протеянкиназ, вызывающих активирование гликогенфосфорилвзы и ингибирование гликогеясинтаэы.

28. Образование УДФ-глюкозы:

Глюкозо-6 -фосфат

Удлиненная полиоахаридная цепь Глякогенсянтаза отнооятся к классу транофераз.

30. Мобилизация гликогена в печени (глюкогенез) представляет со-