Номенклатура и классификация

Полисахаридами называются высокомолекулярные продукты поликонденсации моносахаридов, связанных друг с другом гликозидными связями и образующих линейные или разветвленные цепи. Молекулярный вес полисахаридов относительно высок и может быть измерен существующими методами лишь с известной степенью приближения; это отличает полисахариды от олигосахаридов, степень полимеризации которых может быть точно определена классическими химическими и физико-химическими методами.

Теоретически возможное количество разнообразных полисахаридов необычайно велико: каждый моносахарид, входящий в состав полимерной молекулы, может находиться в пиранозной или фуранозной форме, может быть присоединен к любой из свободных гидроксильных групп следующего моносахаридного остатка α- или β-гликозидной связью и сам может нести один или несколько моносахаридных заместителей. Правда, молекулы природных полисахаридов не содержат хаотического набора всевозможных связей и обычно построены по определенному плану, что объясняется особенностями биосинтеза полисахаридов. В то же время однотипно построенные молекулы химически однородного полисахарида, как правило, отличаются величиной, так что выделяемые в настоящее время индивидуальные полисахариды являются смесями полимергомологов.

Полисахариды могут состоять из одного или нескольких типов моносахаридов, и в зависимости от этого различают гомо- и гетерополисахариды. По-видимому, даже самые сложные полисахариды редко содержат больше пяти - шести различных моносахаридов. К самым распространенным из них относятся гексозы - глюкоза, галактоза, манноза, пентозы - арабиноза, ксилоза. Кетозы в полисахаридах встречаются значительно реже альдоз. Широко распространены 6-дезоксигексозы - рамноза, фукоза, 2-аминосахара - глюкозамин, галактозамин, а также уроновые кислоты и нейраминовая кислота. Кроме того, многие полисахариды содержат заместители неуглеводной природы - остатки серной или фосфорной кислот, органических кислот, обычно уксусной. Смешанные биополимеры кроме углеводной части содержат белковую или липидную компоненты.

Сложность строения полисахаридов и многообразие известных структур не позволяют создать для них систематическую химическую номенклатуру. Первые названия полисахаридов были произведены от источника выделения или в связи с каким-либо характерным свойством полученного вещества. Таковы прочно укоренившиеся названия наиболее широко распространенных полисахаридов: целлюлоза, крахмал, амилоза, амилопектин, гликоген, инулин, пектин, хитин, гепарин, хондроитин или термины, обозначающие целые классы этих соединений, например - гемицеллюлозы (полисахариды, сопутствующие целлюлозе в клеточной стенке растений), полиурониды (полисахариды с преобладанием уроновых кислот в молекуле), мукополисахариды (полисахариды, содержащие аминосахара) и т. д.

Впоследствии было предложено обозначать полисахариды, заменяя суффикс «оза» в названии соответствующих моносахаридов на «ан» (но не «озан»,который обозначает ангидриды сахаров). Таким образом, термины «полисахарид» и «гликан» являются синонимами. В основу номенклатуры положен моносахаридный состав полисахаридов. Так, различают гомо- и гетерогликаны, причем D-глюкан - это полимер, построенный только из остатков D-глюкозы, D-галактo-D-манногликан - полисахарид (дигликан), содержащий остатки D-галактозы и D-маннозы, и т. д. Дальнейшая детализация номенклатуры возможна, если более подробно исследовано строение полисахаридов, например различают линейные и разветвленные гомогликаны, α- и β-глюканы и т. д.

Для описания большого количества известных в настоящее время полисахаридов необходимо выбрать ту или иную систему классификации. Поскольку строгая классификация по химическому строению или по биологической роли из-за отсутствия для многих полисахаридов исчерпывающих данных невозможна, чаще всего классифицируют полисахариды по источникам выделения, несмотря на то, что один и тот же полисахарид может быть получен из совершенно разных источников. Такая классификация позволяет разделить природные полисахариды на три большие группы: фитополисахариды, полисахариды микроорганизмов и зоополисахариды, внутри которых дальнейшее подразделение проводят частично по источникам выделения, а частично по химическому строению полисахаридов.