Получение внеклеточных полисахаридов
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
чественных опухолей - многослойный хаотический рост, способность врастать в нормальные ткани, способность к метастазированию - связаны, помимо прочих факторов, с уменьшением сил сцепления между клетками опухолей. Эти явления, по-видимому, связаны с выработкой клетками опухолей значительных количеств мукополисахаридов, откладывающихся на поверхности клеток. [4]
Внеклеточные полисахариды микроорганизмов
Полисахариды этой группы накапливаются обычно в значительных количествах в культуральных жидкостях микроорганизмов и, как правило, достаточно легко могут быть выделены.
Имеющиеся данные о структуре этих полисахаридов указывают на чрезвычайно большое разнообразие их моносахарндного состава и типов связей. Многие микроорганизмы вырабатывают внеклеточные полисахариды, идентичные или близкие полисахаридам, выделенным из тканей животных и растений. Так, бактерии рода Acetobacter синтезируют целлюлозу, а стрептококки группы А и С - гиалуроновую кислоту. В состав слизистого слоя многих бактерий родов Pseudomonas и Bacillus входят леваны - фруктаны с главным типом связи ?-2,6, близкие к флеанам растений.
С другой стороны, внеклеточные полисахариды многих микроорганизмов совершенно уникальны по своей структуре и специфичны для данного вида микроорганизма или, чаще, для серологической группы данного вида.
В глюканах, выделенных из животных или растений, преобладают обычно ?-1,4, ?-1,4 - или ? - 1,3-связи между остатками глюкопиранозы; в глюканах микроорганизмов часто встречаются и иные типы связей. Так, полисахарид короннго галла Agrobacterium tumefacienc содержит ?-1,2-связи,; нигеран, выделенный из культуральной жидкости Aspergillus niger - ?-1,3 (помимо традиционных" ?-1,4); лютеоза, продуцируемая плесневым грибом Penicillium luteum при выращивании последнего на искусственных средах, является ?-1,6 - глюканом.
Декстраны - обширная группа глюканов, вырабатываемых некоторыми бактериями родов Leuconostoc и Streptococcus при культивировании на растворах, содержащих сахарозу. Декстраны образуют растворы высокой вязкости; общая черта их структуры - преобладание ?-1,6-гликозидных связей. [4]
В настоящее время декстраны производятся в значительных количествах в промышленном масштабе. Это связано с большим значением частично деполимеризованных кислотным гидролизом декстранов как заменителей плазмы крови. Они менее токсичны и более соответствуют по своим осмотическим свойствам и вязкости свойствам крови, чем все другие изученные заменители плазмы. Сульфаты декстрана подавляют свёртывание крови и могут служить заменителем гепарина при переливании крови.
Декстраны служат исходными веществами при получении молекулярных сит - сефадексов, нашедших сейчас широкое применение в лабораторной практике. Описаны также многие другие технические применения декстранов. [2, 4]
2. Общая методология выделения и очистки полисахаридов
При выделении индивидуальных полисахаридов приходится решать три задачи разной степени сложности (следует отметить, что они редко являются последовательными этапами выделения):
) отделение низкомолекулярных веществ;
) отделение биополимеров неуглеводной природы
) разделение смесей полисахаридов. [4] При выборе метода для решения очередной задачи следует учитывать те свойства целевого биополимера, по которым он отличается от других компонентов исходной смеси; эти различия и должны выявляться посредством применения искомого метода. Описан ряд параметров, на основании которых возможно произвести разделение веществ: молекулярный вес, растворимость, температуры плавления и кипения, способность вступать в качественные реакции с определёнными соединениями и т.п.; большинство из них зависит от химической структуры веществ. [3]
Полисахариды представляют собой линейные или разветвлённые цепи, состоящие из моносахаридных остатков, соединённых гликозидными связями. В природных полисахаридах обычно встречаются остатки гексоз (глюкоза, галактоза, манноза), пентоз (арабиноза, ксилоза), 6 - дезоксигексоз (рамноза, фукоза), 2-аминосахаров (глюкозамин, галактозамин), уроновых кислот, а также заместители неуглеводной природы - остатки серной или фосфорной кислот, уксусной кислоты, метанола и др.; смешанные биополимеры могут содержать, помимо угдеводного участка, белковый или липидный компоненты. В зависимости от моносахаридного состава, различают гомополисахариды (продукты поликонденсации мономеров одного типа - например, только остатков глюкозы) и гетерополисахариды (которые, соответственно, включают разные типы моносахаридных остатков). Каждый моносахарид может находиться в пиранозной или фуранозной форме и быть присоединённым к любой из свободных гидроксильных групп соседнего мономера ? - или ?-гликозидной связью, а также нести один или несколько неуглеводных заместителей (остатки кислот, спиртов и др.) Основной функциональной группировкой полисахаридов является гидроксильная группа, превращения которой (прежде всего, окисление и образование простых и сложных эфиров) оказывают значительное влияние на условия процесса выделения полисахарида. Другие функциональные группы также подвержены различным модификациям: карбоксильные группы уроновых кислот могут быть этерифицированы или восстановлены, аминогруппы аминосахаров - ацилированы, и др. [4]
Полисахариды высокополярны ввиду наличия больщого количества гидроксильных групп. Соответственно, растворимость полисахарида должна быть прямо пропорциональна