Глюкан — это полисахарид , полученный из D- глюкозы , [1] связанный гликозидными связями . Глюканы встречаются в двух формах: альфа-глюканы и бета-глюканы. Многие бета-глюканы имеют медицинское значение. Они представляют собой лекарственную мишень для противогрибковых препаратов класса эхинокандинов .
Типы
Ниже приведены глюканы ( числа α- и β- поясняют тип O- гликозидной связи и конкретные вовлеченные атомы углерода): [2]
Свойства глюканов включают устойчивость к пероральным кислотам/ферментам и нерастворимость в воде. Глюканы, извлеченные из зерна, как правило, являются как растворимыми, так и нерастворимыми. [ необходимо уточнение ]
Первые представители линейных полимеров с основной цепью, не поддающихся гидролизу, состоящие из звеньев левоглюкозана, были синтезированы в 1985 году путем анионной полимеризации 2,3- эпоксидных производных левоглюкозана (1,6;2,3-диангидро-4-O-алкил-β- D- маннопиранозы) [3] .
2,3-Полимер
Может быть синтезирован широкий спектр уникальных мономеров с различным радикалом R. [4] Были синтезированы полимеры с R= -CH 3 , [3] -CH 2 CHCH 2 , [5] и -CH 2 C 6 H 5 . [6] Исследование кинетики полимеризации этих производных, молекулярной массы и молекулярно-массового распределения показало, что полимеризация имеет черты живой полимеризационной системы. Процесс протекает без обрыва и передачи полимерной цепи со степенью полимеризации, равной мольному отношению мономера к инициатору . [ 7] [8] Соответственно, верхнее значение молекулярной массы полимера определяет только степень очистки системы, что обусловливает наличие в системе неконтролируемого количества обрывателей полимерных цепей.
Поли(2-3)-D-глюкоза была синтезирована путем преобразования бензил (R= -CH 2 C 6 H 5 ) функционализированного полимера. [6]
Полиглюкоза
Полимеризация 3,4-эпоксилевоглюкозана (1,6;3,4-диангидро-2-O-алкил-β- D- галактопираноза) приводит к образованию 3,4-связанного полимера левоглюкозана. [9]
3,4-Полимер
Наличие 1,6-ангидроструктуры в каждой единице полимерных цепей позволяет исследователям применять весь спектр хорошо разработанных методов химии углеводов с образованием весьма интригующих полимеров биологического применения. Полимеры являются единственными известными регулярными полиэфирами, построенными из углеводных единиц в основной полимерной цепи. [10] [11]
Несколько ферментов цианобактерий могут синтезировать α-1,2-глюкан. [12]
Функции
Глюканы выполняют разнообразные функции. Внутри клетки некоторые глюканы хранят энергию, укрепляют клеточную структуру, ведут себя в распознавании и усиливают вирулентность патогенных организмов. [13]
Гликоген и крахмал — это известные глюканы, ответственные за хранение энергии для клетки. Рецепторные молекулы иммунной системы, такие как рецептор комплемента 3, или CR3, и рецептор CD5 , распознают и связываются с бета-глюканами на вторгающихся поверхностях клеток. [14]
^ Синица А, Новак М. Структурный анализ глюканов. Ann Transl Med. 2014 февр.; 2 (2):17. doi :10.3978/j.issn.2305-5839.2014.02.07.
^ ab Берман, EL, Горковенко AA, Зубов, VP, и Пономаренко, VA, "Регио- и стереоспецифический синтез полиглюкозы с новым типом связи" Советский журнал биоорганической химии 11 (1985), 1125-1129
^ Карлсон, Л. Дж. (ноябрь 1965 г.). «Получение 2- и 4-замещенных производных D-глюкозы из 1,6-ангидро-β-D-глюкопиранозы». Журнал органической химии . 30 (11): 3953–3955. doi :10.1021/jo01022a517.
^ Горковенко, А.А., Берман, Е.Л., Пономаренко, В.А. Полимеризация 1, 6;2,3 диангидро 4 O аллил β D маннопиранозы Высокомол. соед., сер. Б, 1987, 29, 134–137
^ ab Горковенко, А.А., Берман, Е.Л., и Пономаренко, ВА "Новый полимер глюкозы. Поли(2 3) D глюкоза" Советский журнал биоорганической химии, 1987, 13, 218-222
^ Берман, Е.Л., Горковенко, А.А., Рогожкина, Е.Д., Изюмников, А.А., Пономаренко, ВА «Кинетика и механизм полимеризации с раскрытием эпоксидного цикла 1,6;2,3-диангидро-4-О-алкил-bD-маннопираноз» Полимерные мишени СССР, 1988, 413-418
^ Берман Е.Л., Горковенко А.А., Рогожкина Е.Д., Изюмников А.Л., Пономаренко ВА «Синтез хиральных производных поли(этиленоксида)» Известия АН СССР, Отделение химических наук, 1988, 705–707
^ Горковенко А.А., Берман Е.Л., Пономаренко В.А., Поли(3 4) 2 O метил 1,6 ангидро b D глюкопираноза. Первый пример (3 4) связанных полимерных углеводов. Советский журнал биоорганической химии 12 (1986), 514-520
^ Берман Э.Л., Горковенко А.А., Пономаренко В.А. «Строение и полимеризуемость 1,6;2,3 и 1,6;3,4-диангидрогексапираноз» Полимерные материалы СССР, 1988, 30, 497-502
^ Берман, Э. Л., «Новые полимеры глюкозы» в «Levoglucosenone and Levoglucosanes: Symposium: 204th National meeting», Збигнев Дж. Витчак (редактор), Американское химическое общество. Отдел химии углеводов, 189-214. Издатель: ATL Press, Scientific Publishers ISBN 978-1-882360-13-0 ISBN 1882360133
^ Фишер, Д., Гейер, А. и Лоос Э., «Распространение глюкозилсахарозы [альфа-D-глюкопиранозил- (1-->2)-альфа-D-глюкопиранозил- (1-->2)-бета-D-фруктофуранозида] и глюкозилированных гомологов в цианобактериях. Структурные свойства, клеточное содержимое и возможная функция в качестве термопротекторов» FEBS J. 2006 Январь; 273(1):137-49.
