The Banners System on F.E.G.I.
 Приморье Вещества

АМИНОСАХАРА И ХИТОЗАН - ВЕЩЕСТВА XXI
      Мощный мировой углеводный бум, происходящий в последние годы, имеет несколько приоритетных направлений развития. В эпицентре одного из них находятся аминосахара и состоящие из них полисахариды, гликопротеины, гликолипиды, без которых, по мнению специалистов, невозможно представить себе промышленную цивилизацию следующего столетия.
    Аминосахара широко распространены в природе. Они входят в состав многих биополимеров - гликопротеинов, антигенов бактерий, мукополисахаридов. Природный полисахарид - хитин состоит из остатков N-ацетил-D-глюкозамина, связанных b-1,4-гликозидной связью. Получаемый из него полисахарид - хитозан имеет чрезвычайно широкую гамму свойств. Залогом этому - во первых, его уникальная поликатионитная фибриллярная структура, обеспечивающая адгезионное сродство к материалам клеточных стенок всего живого на Земле. Во-вторых, его способность к связыванию катионов и даже атомов металлов большей части Периодической системы. Будущее хитина и хитозана надежно обеспечено тем, что хитин является основным компонентом покровных тканей всех членистоногих, наиболее известными из которых являются морские животные - крабы, креветки, криль, общее число видов которых превышает число всех остальных видов на Земле, вместе взятых, в полтора раза. Таким образом, по неисчерпаемости запасов среди всех видов возобновляемого органического сырья хитин сопоставим только с целлюлозой.
    Хитин и хитозан нашли широкое применение в сельском хозяйстве, при производстве продуктов питания, медицинских препаратов и косметики, моющих средств, бумаги, тканей и волокон, сорбентов, пленок и мембран и во многих других областях. Все это привлекло наше внимание к изучению свойств аминосахаров и их производных, а также к получению на их основе новых биологически активных соединений. Перечислим некоторые соединения, привлекающие наибольшее внимание в настоящее время:
1.  Аминосахара. D-Глюкозамин считается одним из наиболее перспективных лекарственных препаратов будущего и используется в настоящее время для лечения артрозов и некоторых других заболеваний.
2.  Олигосахариды аминосахаров. Олигосахариды D-глюкозамина, и особенно N-ацетил-D-глюкозамина,  со степенью полимеризации 5 и выше, являются мощными стимуляторами фитоиммунитета, вызывая в растениях биосинтез соединений, убивающих патогены.
3.  Хитин и хитозан. Они имеют в основном промышленное применение как сорбенты для очистки воды, наполнители, загустители, конструкционные материалы, компоненты лекарственных смесей, медицинские препараты (искусственная кожа, искусственный хрусталик) и. т. д. Низкомолекулярный хитозан, получаемый из хитозана высокого молекулярного веса различными методами, является мощным стимулятором фитоиммунитета, используется для повышения урожайности многих сельскохозяйственных культур.
4.  Гликолипиды и гликопептиды на основе аминосахаров. Эти соединения широко распространены в микробном мире. Липид А - компонент липополисахаридов грамотрицательных бактерий является токсином, вызывающим эндотоксический шок при бактериальной инфекции, однако его мягкий гидролиз приводит к получению   нетоксичного препарата, являющегося очень перспективным иммуностимулятором. Мурамилпептиды являются компонентами  клеточных стенок грамположительных бактерий, выделяемые в чистом виде, они используются как наиболее безопасные адъюванты при иммунизации животных и человека.
5.  Липохитоолигосахариды. Новые необычные гликолипиды, которые являются сигнальными молекулами в симбиозе между растениями и клубеньковыми азотфиксирующими бактериями, необходимы для нормального развития растений.
 
     Мое знакомство с аминосахарами началось с исследования строения уже упоминавшегося липида А и синтеза его аналогов. Был получен набор синтетических моно- и дисахаридных соединений, состоящих из остатков глюкозамина, фосфорной кислоты и различных жирных кислот. С их помощью было определено минимальное строение иммунодетерминантной группы липида А, и получены антигены, вызывающие при иммунизации образование антител к липиду А /1,2,3,4/.
     В дальнейшем были синтезированы довольно простые по строению, нетоксичные гликолипиды, состоящие из остатков хитоолигосахаридов и жирных кислот обладающие многими биологическими свойствами эндотоксинов (биосинтез лимфокинов, противоопухолевая активность) /5/.
     Хитозан как поликатионит способен связываться с различными соединениями анионной природы. Поскольку другим объектом нашего исследования являются эндотоксины (липополисахариды, ЛПС) грамотрицательных бактерий, обладающие широким набором биологических свойств, мы начали изучение их взаимодействия с хитозаном. Для этого были получены различные липополисахариды и их производные, а также хитозаны различного состава и молекулярной массы.  В первоначальных экспериментах мы получили несколько комплексов ЛПС - хитозан и изучили их биологическую активность. Оказалось, что большинство свойств ЛПС (адъювантность, способность индуцировать биосинтез лимфокинов) в комплексе с хитозаном не меняются, в то же время токсические свойства ЛПС значительно уменьшаются  (в 5-10 раз) /6,7/.
 Учитывая большой интерес в мире, к получению малотоксичных соединений на основе ЛПС для использования в медицине, мы начали систематическое изучение свойств комплекса хитозан - ЛПС. В данный момент проводится исследование условий комплексообразования, состава получающихся продуктов, параметров связывания различных хитозанов и ЛПС, что в дальнейшем может быть использовано для объяснения механизма взаимодействия ЛПС с другими биомолекулами и клетками живого организма. Предполагается также продолжить синтез гликолипидов на основе аминосахаров с целью получения соединений, обладающих иммуномодулирующей активностью, присущей эндотоксинам, но не проявляющих их токсические свойства.
 
Л И Т Е РА Т У Р А
 
    ГОРБАЧ  Владимир Иванович, к.х.н., с.н.с. лаборатории молекулярных основ антибактериального иммунитета  Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН

Тел:(7-4232) 31-14-09
FAX:(7-4232)31-40-50
E-mail: solov@piboc.marine.su Яндекс.Метрика