Структурно-морфологический анализ полисахаридов слизи, образуемой семенами льна при набухании

Структурно-морфологический анализ полисахаридов слизи, образуемой семенами льна при набухании

Структурно-морфологический анализ полисахаридов слизи, образуемой семенами льна при набухании

a, b, c, d

e

аспирантa,

кандидат биологических наук, научный сотрудник b,

кандидат химических наук,  ассистентc,

доктор биологических наук, профессор d,

кандидат биологических наук, старший научный сотрудникe 

а, b,d, eКазанский институт биохимии и биофизики, Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр РАН», Казань, Россия

cВятский государственный университет, Киров, Россия

E-mail: *****@***rua, anna. an. *****@***comb, boris. *****@***comc , *****@***knc. rud, p. *****@***comi

Одной из особенностей семян покрытосеменных растений является способность образовывать слизи при набухании. Благодаря этому семена прикрепляются к почве и сосуществуют с микрофлорой ризосферы, распространяются животными, не высыхают и эффективно прорастают.

Сформированная вокруг семени слизевая капсула состоит на 80-85% из полисахаридов; при этом, поскольку во время эволюции сосудистым семенным растениям приходилось выживать в различных климатических условиях, состав полисахаридов слизи, выделяемой семенами представителей различных семейств, отличается. Лидером по продуцированию легко экстрагируемой слизи служат семена льна. Ключевые компоненты ее состава – рамногалактуронан I и арабиноксилан, структура которых существенно отличается от структуры большинства описанных полисахаридов на основе таких остовов [1], что, по всей видимости, сопряжено с конформационными особенностями этих полисахаридов, необходимых для обеспечения функциональной пригодности слизи.

С использованием различных видов хроматографии, одномерной и двумерной ЯМР-спектроскопии, светорассеяния и атомно-силовой микроскопии в работе был проведен комплексный анализ рамногалактуронана I и арабиноксилана слизи, образуемой семенами льна при набухании, позволивший выявить влияние особенностей структуры этих полисахаридов на топологию их молекул и агрегатов и формируемую ими морфологию поверхности. Установлено, что арабиноксилан из слизи семян льна, имеющий замещения остатков ксилозы остова по О-2, и по О-2 и О-3 положениям остатками арабинозы, формирует компактные глобулярные структуры. Рамногалактуронан I остатки рамнозы которого замещены по О-3 положению боковыми цепями, состоящими, главным образом, из единичных остатков l-галактозы, формирует протяженные разветвленные «звездообразные» структуры, способные удерживать молекулы воды и формировать объемные сети. Солоколизация рамногалактуронана I и арабиноксилана таких типов приводит к повышению вязкости раствора по сравнению с аналогичными концентрациями индивидуальных полисахаридов, что сопряжено с функциональными свойствами слизи.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 18-34-00794.

Ключевые слова: слизь семян льна, рамногалактуронан I, арабиноксилан, структура полисахаридов, морфология разветвленных полисахаридов

Список литературы

1. Qian K.-Y., Cui S. W., Wu Y., Goff H. D.  Structure-function relationship of flaxseed gum from flaxseed hulls //  Food Hydrocolloids. 2012. Vol.  28 (2), P. 275-283.