Криобиологические сосуды > Материалы и биотехнология > Декстран

Декстран


Декстран— это α-D-глюкан, синтезируемый самыми разными грамположительными и грамотрицательными бактериями, та­кими как Aerobacter spp., Streptococcus bovis и S. viridans, а также Leuconostoc mesenteroides. В промышленности этот полимер получают выращиванием последнего из перечисленных микроорганизмов на сахарозе. Большинство полисахаридов яв­ляются продуктами внутриклеточного синтеза, однако при об­разовании декстрана субстрат не проникает в клетку. Декстраны классифицируют в зависимости от относительного содержа­ния каждого из трех имеющихся типов связей (α-1->3, α-1->4 и α-1->6), а также по растворимости в воде. Высокомо­лекулярный полимер осаждают органическими растворителями, л затем разрушают ферментативным путем (используя экзо-и эндодекстраназы) с помощью гидролиза слабой кислотой либо нагреванием до получения продукта с нужной молекуляр­ной массой. Степень такой деградации контролируется по изме­нению вязкости. В качестве альтернативы можно использовать низкомолекулярные полисахариды как затравку для получения декстранов с желаемой степенью полимеризации. Бактериаль­ные инокуляты часто неоднократно промывают солевым раст­вором для удаления примесей высокомолекулярных полиме­ров, которые в противном случае смогли бы послужить затрав­ками при полимеризации. Помимо природы акцептора глюко­зы, молекулярная масса декстрана определяется также кон­центрацией сахарозы и температурой реакции. При высокой концентрации сахарозы (70% по весу) образуется в основном однородный набор низкомолекулярных декстранов. При ис­пользовании низкомолекулярной декстрановой затравки (10000—25000) и небольших концентраций сахарозы (10% по весу, рН 5, 15°С) значительная часть получаемого продукта (50%) имеет мол. массу в пределах 50000—100000; при этом отпадает необходимость в его дальнейшем фракционировании для применения в медицине.
Внеклеточный фермент, катализирующий синтез декстрана, декстрансахараза    (α-1,6-глюкан : D-фруктозо-2-глюкозилтрансфераза, К.Ф.2.4.1.5), является индуцибельным у Leuconostoc mesenteroides; у Streptococcus mutatis или S. sanquis он син­тезируется в течение логарифмической фазы роста. Этот фер­мент освобождает фруктозу и переносит глюкозные остатки на связанную с ферментом молекулу акцептора. Растущая цепь декстрана остается прочно связанной с ферментом. Исследова­ния иммобилизованной декстрансахаразы показали, что она образует продукты с узким спектром молекулярных масс, тогда как в растворимой системе синтезируются очень высокомолеку­лярные декстраны. Синтезирующие декстран организмы проду­цируют большие количества этого фермента в растворимой форме или в связанном с клеткой состоянии. Производство дек­странов микробной природы остается, однако, ограниченным, несмотря на успехи в разработке бесклеточных систем.
Прежде всего декстраны используют в качестве замените­лей плазмы (для увеличения объема крови); кроме того, они применяются в медицине для создания гидрофильного слоя на обожженных поверхностях в целях поглощения жидких экссу­датов. Для разделения и очистки биологических молекул на­ходят широкое применение производные декстранов с попереч­ными сшивками, в которых функциональные группы (например, карбоксиметильные или диаминогруппы) соединены с глюкозными остатками эфирными связями. Сульфатированные декстраны используют в качестве полиэлектролитов.