Сшивочные гликаны

Полисахариды клеточных стенок принято называть по основным сахарам, входящим в их структуру. В построении всех углеводных полимеров обычно участвует только 10-11 различных моносахаридов, находящихся в циклической (фуранозной или пиранозной) форме. Отдельные моносахариды связаны β-1→2-, β-1→3-, β-1→4 и β-1→6-связями. Большинство полисахаридов имеет основную линейную цепь и ответвления. Моносахарид, составляющий основную цепь помещается в названии полимера на последнем месте. Сшивочные гликаны делят на три основные группы, каждая из которых отличается по структуре и составу полисахарида: ксилогликаны, глюкуроноарабиноксиланы и гликаны со смешанной связью^[1].

Ксилогликаны представляют собой линейную цепочку β-1→4-D-глюкана, к которой по О-6-положению глюкозного остатка регулярно присоединены остатки D-ксилозы. К некоторым из ксилозильных фрагментов в свою очередь присоединяются остатки L-арабинозы или D-галактозы. В ряде позиций к галактозе присоединяется L-фукоза. Таким образом, ксилогликаны построены из повторяющихся одинаковых блоков структурных единиц, каждая из них содержит от 6 до 11 сахаров. Строение блоков специфично для разных тканей и видов растений. Ксилогликаны встречаются у всех двудольных и примерно у половины однодольных растений. Фукозогалактоксилогликаны характерны для всех «не-коммелиноидных» однодольных и большинства двудольных видов. Арабиноксилогликаны характерны для семейства Пасленовые и для мяты^[1].

Глюкуроноарабиноксилан имеет основную цепь, состоящую из ксилозных остатков с боковыми группами из глюкуроновой кислоты и арабинозы. При этом, арабинозный остаток присоединен исключительно по О-3-положению, а остатки глюкуроновой кислоты по О-2-положению. В качестве главного связующего гликана в клеточных стенках глюкуроноарабиноксиланы используют «коммелиноидные» однодольные растения: пальмы (Агесасеае), коммелиновые (Commelinaceaе), бромелиевые (Bromeliaceae), имбирные (Zingiberalesi) и близкие к ним семейства, а также большинство осок и злаков^[1].

Особая группа связующих неразветвленных глюканов, которые называют также «гликаны со смешанной связью» или β-1→3, β-1→4 гликаны, обнаружена у порядка Злаковые (Poales). Они на 90% состоят из целлотриозных и целлотетраозных фрагментов (в соотношении 2:1), имеющих β-1→4 связи, а сами фрагменты, в свою очередь соединены между собой β-1→3- связью. За счёт этого полимер образует складчато-винтообразную структуру^[1].

В первичных клеточных стенках большинство покрытосеменных растений найдены также другие связующие гликаны, прежде всего маннаны (глюкоманнаны, галактоглюкоманнаны, галактоманнаны и др.), однако их количество существенно меньше, чем основных связующих гликанов.^[4] Маннаны формируют клеточные стенки хвойной древесины и водорослей. Они построены из остатков D-маннапираноз, соединённых β-1→4 или β-1→6-связями. Молекулы могут быть линейными или разветвленными, боковые цепи соединены с основной цепью связями β-1→4 или β-1→3^[1].

При кислотном гидролизе гемицеллюлоз образуются глюкоза, галактоза, манноза, ксилоза, L-арабиноза и уроновые кислоты. В отличие от целлюлозы, гемицеллюлозы относятся к легкогидролизуемым полисахаридам. Их извлекают из измельчённых обезжиренных и обессмолленых тканей или делигнифицированного сырья водными растворами щелочей, диметилсульфоксидом (ДМСО). Из полученных растворов гемицеллюлозы осаждают спиртом, ацетоном, реактивом Фелинга, солями, отделяют центрифугированием, промывают и лиофильно высушивают^[5].