2pc103

II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ,
Казань, 24–27 июня 2002 г
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
СТРУКТУРНО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕКТИНОВОГО
ПОЛИСАХАРИДА ИЗ РЯСКИ МАЛОЙ LEMNA MINOR L.
В.В.Головченко*, Р.Г.Оводова
Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, gol@physiol.komisc.ru
Экстракцией водным раствором оксалата аммония из свежесобранной ряски малой Lemna minor L
выделен пектиновый полисахарид LM, ранее названный нами лемнаном [1]. В результате полного
кислотного гидролиза установлено, что в состав углеводной цепи лемнана входят остатки галактуроновой
кислоты (~64 %), апиозы (~25 %), галактозы, арабинозы, рамнозы, ксилозы и моно-О-метил-ксилозы.
При измерении угла вращения индивидуальных моносахаридов, полученных разделением суммарного гидролизата методом препаративной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ),
установлено, что в состав макромолекулы лемнана входят D-апиоза, D-галактоза, L-арабиноза, D-ксилоза.
Особенности структуры макромолекулы лемнана были установлены при исследовании фрагментов
макромолекулы лемнана, полученных сочетанием методов частичной деградации пектина со спектроскопией ядерного магнитного резонанса (ЯМР).
Частичный кислотный гидролиз лемнана трифторуксусной кислотой разной концентрации приводит
к образованию набора полисахаридных фрагментов с различным моносахаридным составом и низкомолекулярных соединений. Мягкий гидролиз 0.01 М трифторуксусной кислотой приводит к отщеплению остатков
апиозы. В результате разделения гидролизата на биогеле Р-2 выделена апиоза в индивидуальном состоянии
и нейтральные олигосахариды, содержащие только остатки апиозы. Положительное удельное вращение
апиозы, [α]D20+5.4° (c 1.0; Н2О), указывает на принадлежность ее к D-ряду. [1] Анализ данных спектроскопии ЯМР полученных олигосахаридных фрагментов свидетельствует о присутствии коротких углеводных
цепей, образованных 1,5-связанными остатками апиозы.
В результате дальнейшей обработки продукта мягкого кислотного гидролиза лемнана 0,05 М
трифторуксусной кислотой происходит значительное снижение содержания остатков апиозы. С помощью
ЯМР спектроскопии в полученных фрагментах показано наличие терминальных остатков арабинозы, галактозы, ксилозы, β-1-4- и β-1-3-связанной галактопиранозы, а также β-1-4- связанной D-ксилопиранозы и α1,5-связанной L-арабинофуранозы. Кроме того, обнаружены фрагменты, в которых β-1-4-связанные остатки
D-галактопиранозы замещены β-1-3-связанными остатками D-галактопиранозы [2].
Обработка лемнана более высокими концентрациями кислоты (выше 0.1 М) приводит к образованию
галактуронана, высокое положительное удельное вращение которого, [α]20D + 259° (с. 0.1, в водн. аммиаке),
указывает на D-конфигурацию остатков галактуроновой кислоты. Характерной особенностью полученного
галактуронана LM-1 является низкая степень метоксилирования карбоксильных групп остатков Dгалактуроновой кислоты. Содержание метоксильных групп составляет около 0,67 %.
Распад по Смиту лемнана, включающий в себя обработку периодатом натрия с последующим восстановлением боргидридом и кислотным гидролизом, также приводит к образованию фрагментов с практически полным отсутствием в их составе остатков апиозы, что является подтверждением наличия в макромолекуле лемнана линейных цепей построенных из 1,5-связанных остатков апиозы.
В результате исчерпывающей трехкратной обработки лемнана α-1,4-D-полигалактуроназой с одновременным диализом получен фрагмент, устойчивый к дальнейшему действию пектиназы, его кислотный
гидролиз дает только апиозу и галактуроновую кислоту, что указывает на присутствие в макромолекуле
лемнана разветвленного апиогалактуронана, наряду с участками линейного α-1,4-D-галактопиранозилуронана. Данные гетероядерной спектроскопии ЯМР указывают на присутствие 1,4-связанных остатков галактопиранозилуроновой кислоты, замещенной во 2- и 3-положения единичными или 1,5-связанными остатками
апиозы.
Работа выполнена при поддержке “Минпромнауки РФ” (грант № 02-4208) и РФФИ (грант № 00-0448063а, 01-04-96437).
Список литературы
1. Р.Г.Оводова, В.В.Головченко, А.С.Шашков, С.В.Попов, Ю.С.Оводов. // Биоорган. химия. 2000. Т. 26. №
10. С. 743-751.
2. V.V.Golovchenko, R.G.Ovodova, A.S.Shashkov, Yu.S.Ovodov. // Phytochemistry. 2002. Vol. 60/1. Р. 89-97.
96
II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ. Стендовый доклад