Образование гликозидов, функции и типы / группы

глюкозиды являются вторичными метаболитами растений, которые связаны с моно- или олигосахаридами через гликозидные связи, то есть они являются гликозилированными метаболитами. Они принадлежат к химическому семейству гликозидов, которое охватывает все химические соединения, связанные с сахаристыми остатками..

В типичной структуре молекулы гликозида распознаются две области: альгикон и гликон. Область, образованная остатком сахарида, называется гликоном, а область, соответствующая несахаридной молекуле, называется агликоновой частью..

Обычно термин «глюкозид» используется для обозначения того факта, что при гидролизе этих соединений молекулы глюкозы высвобождаются, однако члены одного и того же семейства молекул обладают остатками других типов сахаров, таких как рамноза, галактоза. или манноза, среди других.

Номенклатура гликозидов обычно обозначает природу их агликоновой области. Те имена с окончанием "-ina" зарезервированы для соединений азота, в то время как алкалоиды названы с суффиксом "-osido".

Эти суффиксы часто сопровождают корень латинского названия ботанического происхождения, где молекулы впервые описаны и обычно добавляется префикс «глюко»..

Гликозидная связь между гликонатной и агликоновой частями может происходить между двумя атомами углерода (С-гликозиды) или атомами кислорода (О-гликозиды), от которых их стабильность будет зависеть от химического или ферментативного гидролиза..

Относительная распространенность гликозидов у покрытосеменных значительно больше, чем у голосеменных, и было показано, что по отношению к однодольным и двудольным, за некоторыми исключениями, нет большого различия в количестве и типах обнаруженных гликозидов..

Важно подчеркнуть большое разнообразие и гетерогенность этой группы соединений, поскольку идентичность каждого из них будет зависеть от агликоновой части, которая сильно варьирует..

индекс

• 1 тренировка
• 2 Функция
• 3 типа / группы
  • 3.1 Сердечные гликозиды
  • 3.2 Цианогенные гликозиды
  • 3.3 Глюкозинолаты
  • 3.4 Сапонины
  • 3.5 Антрахиноновые гликозиды
  • 3.6 Флавоноиды и проантоцианины
• 4 Ссылки

обучение

Биосинтез или образование глюкозидных соединений (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan & Delmer, 2002) в растениях зависит от рассматриваемого типа глюкозида, а в растениях скорость их биосинтеза часто зависит от условий экологическая.

Например, цианогенные гликозиды синтезируются из предшественников аминокислот, включая L-тирозин, L-валин, L-изолейцин и L-фенилаланин. Аминокислоты гидроксилируются с образованием N-гидроксильных аминокислот, которые впоследствии превращаются в альдоксимы, которые затем превращаются в нитрилы..

Нитрилы гидроксилированы с образованием -гидроксинитрилов, которые могут быть гликозилированы с образованием соответствующего цианогенного гликозида. В этом пути биосинтеза участвуют два многофункциональных цитохрома, известных как ферменты P450 и гликозилтрансфераза..

В большинстве случаев гликозидные пути биосинтеза включают участие ферментов гликозилтрансферазы, которые способны избирательно переносить углеводные остатки из активированного интермедиата через молекулу UDP в соответствующую агликоновую часть..

Перенос активированных сахаров, таких как UDP-глюкоза, в акцепторную агликоновую часть помогает стабилизировать, детоксифицировать и солюбилизировать метаболиты на конечных этапах путей получения вторичного метаболита..

Таким образом, они являются ферментами гликозилтрансфераз, ответственными за большое разнообразие гликозидов в растениях, и, следовательно, были тщательно изучены.

Существуют некоторые синтетические методы in vitro для получения производных растительных гликозидов, которые включают системы обратного гидролиза или трансгликозилирования соединений..

функция

Например, у растений одна из основных функций флавоноидных гликозидов связана с защитой от ультрафиолета, насекомых и грибков, вирусов и бактерий. Они служат антиоксидантами, аттрактантами-опылителями и регуляторами гормонов растений..

Другие функции флавоноидных гликозидов включают стимуляцию образования клубеньков бактериальными видами рода Rhizobium. Они могут участвовать в ферментативных процессах ингибирования и в качестве аллелопатических агентов. Таким образом, они также обеспечивают химический защитный барьер от травоядных животных.

Многие гликозиды, будучи гидролизованными, генерируют остатки глюкозы, которые могут использоваться растениями в качестве метаболического субстрата для производства энергии или даже для образования соединений, имеющих структурное значение в клетках..

Говоря антропоцентрически, функция этих соединений очень разнообразна, поскольку, хотя некоторые из них используются в пищевой промышленности, другие используются в фармацевтической промышленности для разработки лекарственных средств для лечения гипертонии, нарушений кровообращения, противоопухолевых агентов и т. Д..

Типы / группы

Классификация гликозидов может быть найдена в литературе на основе несахаридных частей (агликонов) или их ботанического происхождения. Ниже приведена форма классификации, основанная на части агликона.

Основные гликозидные группы соответствуют сердечным гликозидам, цианогенным гликозидам, глюкозинолатам, сапонинам и антрахиноновым гликозидам. Некоторые флавоноиды также обычно встречаются в виде гликозидов.

Сердечные гликозиды

Эти молекулы обычно состоят из молекулы (агликоновая область), структура которой является стероидной. Они присутствуют в растениях семейства Scrophulariaceae, особенно в Digitalis purpurea, а также в семействе Convallariaceae с классическим примером Convallaria majalis..

Этот тип глюкозида оказывает отрицательное ингибирующее действие на натриевые / калиевые АТФазные насосы в клеточных мембранах, которые особенно распространены в клетках сердца, поэтому потребление растений с этими вторичными соединениями оказывает непосредственное влияние на сердце; отсюда и название.

Цианогенные гликозиды

Они химически определены как гликозиды -гидроксинитрилов, которые получены из аминокислотных соединений. Они присутствуют у видов покрытосеменных семейства Rosaceae, особенно у видов рода Prunus, а также у семейства Poaceae и других..

Было установлено, что они являются частью токсичных соединений, характерных для некоторых разновидностей Manihot esculenta, более известных в Южной Америке как маниока, юкка или маниока. Точно так же они богаты семенами яблок и орехами, такими как миндаль.

Гидролиз этих вторичных метаболитов приводит к выработке синильной кислоты. Когда гидролиз является ферментативным, части гликона и агликона разделяются, причем последние могут быть классифицированы как алифатические или ароматические..

Гликоновая часть цианогенных гликозидов, как правило, представляет собой D-глюкозу, хотя она также рассматривается как генотобная, примеринозная и другие, в основном связанные β-глюкозидными связями..

Потребление растений с цианогенными гликозидами может иметь негативные последствия, в том числе вмешательство в использование йода, что приводит к гипотиреозу.

глюкосинолаты

Основу его агликоновой структуры составляют аминокислоты, которые содержат серу, поэтому их также можно назвать тиоглюкозидами. Основным семейством растений, связанных с продукцией глюкозинолатов, является семейство Brassicaceae..

Среди негативных последствий для организмов, которые поглощают эти растения, - печеночная биоактивация экологических канцерогенов, которая является продуктом комплексного воздействия на изоформы цитохрома P450. Кроме того, эти соединения могут раздражать кожу и вызывать гипотиреоз и подагру.

сапонины

Многие «мылообразующие» соединения являются гликозидами. Агликоновая часть гликозидных сапонинов состоит из пентациклических тритерпеноидов или тетрациклических стероидов. Они структурно неоднородны, но имеют общие функциональные характеристики.

По своей структуре он обладает высокогидрофильными глициновыми частями и сильно гидрофобными агликоновыми участками, которые придают им эмульгирующие свойства, поэтому их можно использовать в качестве моющих средств..

Сапонины присутствуют в широком спектре семейств растений, среди которых виды, принадлежащие к семейству Liliaceae, примером которых является вид Narthecium ossifragum..

Антрахиноновые гликозиды

Они менее распространены в царстве растений, чем другие гликозиды, упомянутые выше. Они присутствуют в Rumex crispus и видах рода Rheum. Эффект от его приема соответствует чрезмерному выделению воды и электролитов, сопровождающемуся перистальтикой толстой кишки.

Флавоноиды и проантоцианины

Многие флавоноиды и их олигомеры, проантоцианины, встречаются в виде гликозидов. Эти пигменты очень распространены в большей части растительного мира, за исключением водорослей, грибов и некоторых антоцианов..

Они могут существовать в природе как C- или O-гликозиды, в зависимости от природы гликозидной связи, которая происходит между глициновой и альгиконовой областями, поэтому некоторые из них более устойчивы к химическому гидролизу, чем другие..

Агликоновая структура флавоноидов C-гликозида соответствует трем кольцам с некоторой фенольной группой, которая придает им характеристику антиоксидантов. Связывание сахаридной группы с агликоновой областью происходит через углерод-углеродные связи между аномерным углеродом сахара и углеродом C6 или C8 ароматического ядра флавоноида..

ссылки

1. Конн, Э. Э. (1979). Биосинтез цианогенных гликозидов. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
2. Форслунд К., Морант М., Йоргенсен Б., Олсен С.Е., Асамизу Е. и Сато С. (2004). Биосинтез нитрильных глюкозидов родиоцианозидов A и D и цианогенных глюкозидов лотаустралина и линамарина в Lotus japonicus. Физиология растений, 135 (май), 71-84.
3. Markham, K.R. (1989). Методы в биохимии растений. 6. Флавоны, флавонолы и их гликозиды (т. 1). ACADEMIC PRESS LIMITED. Получено с www.dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-461011-8.50012-3
4. Peng L., Peng L., Kawagoe Y., Hogan P. & Delmer D. (2002). Ситостерол B-глюкозид как праймер для синтеза целлюлозы в растениях. Science, 295, 147-150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R. & Brandle, J. (2005). Функциональная геномика раскрывает три глюкозилтрансферазы, участвующие в синтезе основных сладких глюкозидов Stevia rebaudiana. Завод Журнал, 41, 56-67.
6. Swain, T. (1963). Химический завод Таксономия. Лондон: Академическая пресса.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, M.W., & Sheldon, R.A. (1999). Гликозидазно-катализируемый синтез алкилгликозидов. Журнал молекулярного катализа B: ферментативный, 6, 511-532.
8. Веттер, J. (2000). Растительные цианогенные гликозиды. Токсикон, 38, 11-36.
9. Wolfenden R., Lu X. & Young G. (1998). Спонтанный гидролиз гликозидов. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.