Formiranje, funkcija i tipovi / skupine glikozida



glukozida su sekundarni metaboliti biljaka koji su povezani s mono- ili oligosaharidima preko glikozidnih veza, tj. oni su glikozilirani metaboliti. Oni pripadaju kemijskoj obitelji glikozida, koja obuhvaća sve kemijske spojeve povezane s ostacima slatkiša.

U tipičnoj strukturi molekula glikozida prepoznaju se dvije regije: algikon i glikon. Područje oblikovano saharidnim ostatkom naziva se glikon, a područje koje odgovara molekuli bez saharida je poznato kao aglikonski dio..

Obično se pojam "glukozid" upotrebljava da se odnosi na činjenicu da se tijekom hidrolize ovih spojeva oslobađaju molekule glukoze, međutim, članovi iste obitelji molekula posjeduju ostatke drugih tipova šećera kao što je ramnoza, galaktoza ili manoze, između ostalih.

Nomenklatura glikozida tipično označava prirodu njihove aglikonske regije. Imena sa završetkom "-ina" rezervirana su za dušikove spojeve, dok se alkaloidi nazivaju sa sufiksom "-osido".

Ove sufiksi često prate korijen latinski naziv botaničkom podrijetlu kada su molekule prvo opisan i prefiksa „glyco-” obično se dodaje.

Glikozidna veza između glikonatnih i aglikonskih dijelova može se pojaviti između dva ugljikova atoma (C-glikozidi) ili atoma kisika (O-glikozidi), na kojima će njihova stabilnost ovisiti o kemijskoj ili enzimatskoj hidrolizi.

Relativna zastupljenost glikozida u angiospermama je mnogo veća nego u golosjemenjačama i pokazalo se da u odnosu na monokotice i dvosupnice, uz neke iznimke, nema velike razlike u količini i tipovima pronađenih glikozida..

Važno je naglasiti veliku raznolikost i heterogenost ove skupine spojeva, budući da je identitet svakog ovisi o aglikon dio koji je vrlo promjenjiva.

indeks

  • 1 Obuka
  • 2 Funkcija
  • 3 Vrste / grupe
    • 3.1 Srčani glikozidi
    • 3.2 Cijanogenski glikozidi
    • 3.3 Glukozinolati
    • 3.4 Saponini
    • 3.5 Antrakinonski glikozidi
    • 3.6 Flavonoidi i proantocianini
  • 4 Reference

trening

Biosinteza ili formiranje glukozidnih spojeva (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) u biljkama ovisi o vrsti glukozida koji se razmatra, a kod biljaka, njihove stope biosinteze često ovise o uvjetima ekološki.

Cijanogeni glikozidi, na primjer, sintetizirani su iz prekursora amino kiselina, uključujući L-tirozin, L-valin, L-izoleucin i L-fenilalanin. Aminokiseline se hidroksiliraju kako bi se formirale N-hidroksil aminokiseline koje se zatim pretvaraju u aldoksime, koji se zatim transformiraju u nitrile.

Nitrili su hidroksilirani tako da tvore a-hidroksinitrile, koji mogu biti glikozilirani tako da tvore odgovarajuće cijanogene glikozide. Dva multifunkcionalna citokroma poznata kao P450 i enzimi glikoziltransferaze uključena su u ovaj biosintetski put.

U najvećem dijelu, biosintetski putevi glikozida uključuju sudjelovanje enzima glikoziltransferaze, koji su sposobni selektivno prenijeti ostatke ugljikohidrata iz aktiviranog međuprodukta preko UDP molekule, u odgovarajući aglikonski dio.

Prijenos aktiviranih šećera, kao što je UDP-glukoza, u akceptorski aglikonski dio pomaže stabilizirati, detoksificirati i solubilizirati metabolite u završnim koracima sekundarnih puteva za proizvodnju metabolita..

Oni su, dakle, enzimi glikoziltransferaze odgovorni za veliku raznolikost glikozida u biljkama i stoga su opsežno proučavani..

Postoje neke in vitro sintetske metode za dobivanje biljnih glikozidnih derivata koji uključuju sustave reverzne hidrolize ili trans-glikozilaciju spojeva.

funkcija

U biljkama, jedna od glavnih funkcija flavonoidnih glikozida, na primjer, odnosi se na zaštitu od ultraljubičastog svjetla, protiv insekata i gljivica, virusa i bakterija. Oni služe kao antioksidansi, atraktanti oprašivača i kontrolori biljnih hormona.

Ostale funkcije flavonoidnih glikozida uključuju stimulaciju proizvodnje kvržica bakterijskim vrstama roda Rhizobium. Oni mogu sudjelovati u procesima enzimske inhibicije i kao alelopatska sredstva. Dakle, oni također pružaju kemijsku obrambenu barijeru protiv biljojeda.

Mnogi glikozidi, kada se hidroliziraju, generiraju ostatke glukoze koje biljke mogu koristiti kao metabolički supstrat za proizvodnju energije ili čak za stvaranje spojeva strukturne važnosti u stanicama..

Antropocentrično gledano, funkcija ovih spojeva je vrlo raznolika, budući da dok su neki zaposleni u prehrambenoj industriji, drugi se koriste u farmaceutskoj industriji za dizajniranje lijekova za liječenje hipertenzije, cirkulacijskih poremećaja, antikancerogenih sredstava, itd..

Vrste / grupe

Klasifikacija glikozida može se naći u literaturi na temelju ne-saharidnih dijelova (aglikona) ili botaničkog podrijetla tih dijelova. Slijedi oblik klasifikacije na temelju aglicona.

Glavne glikozidne skupine odgovaraju srčanim glikozidima, cijanogenim glikozidima, glukozinolatima, saponinima i antrakinonskim glikozidima. Neki flavonoidi se također obično pojavljuju kao glikozidi.

Srčani glikozidi

Te molekule obično se sastoji od molekula (aglikon regija), čija struktura je steroid. Oni su prisutni u biljkama iz obitelji Scrophulariaceae, osobito Digitalis purpurea, kao i Convallaria majalis obitelji Convallariaceae kao klasičan primjer.

Ovaj tip glukozida ima negativan inhibitorni učinak na natrijeve / kalijeve ATPase pumpe u staničnim membranama, koje su u izobilju u srčanim stanicama, tako da unos biljaka s tim sekundarnim spojevima ima izravan učinak na srce; otuda i njegovo ime.

Cijanogeni glikozidi

Oni su kemijski definirani kao glikozidi a-hidroksi nitrila, koji su izvedeni iz spojeva amino kiselina. Prisutni su u kritosjemenjačkim vrstama obitelji Rosaceae, osobito u vrstama roda Prunus, kao iu obitelji Poaceae i drugima..

Utvrđeno je da su među poznatiji u Južnoj Americi kao manioka, yuca ili manioka toksičnih spojeva obilježje neke vrste Manihot esculenta. Isto tako, oni su u izobilju u sjemenkama jabuke i orasi poput badema.

Hidroliza ovih sekundarnih metabolita rezultira proizvodnjom cijanovodične kiseline. Kada je hidroliza enzimska, dijelovi glikola i aglikona su odvojeni, a posljednji mogu biti klasificirani kao alifatski ili aromatski..

Glikonski dio cijanogenih glikozida je tipično D-glukoza, iako je također viđen kao genotobični, primerozni i drugi, uglavnom povezani β-glukozidnim vezama..

Potrošnja cyanogenic glikozidi biljaka može imati negativne učinke, uključujući i smetnje uz korištenje joda je to, što je rezultiralo u hipotireoza.

glukozinolati

Temelj njezine aglikonske strukture sastoji se od aminokiselina koje sadrže sumpor, pa ih se također može nazvati tioglukozidima. Glavna obitelj biljaka povezana s proizvodnjom glukozinolata je obitelj Brassicaceae.

Među negativnim učincima za organizme koji uzimaju ove biljke je bioaktivacija jetre u ekološkim procepcima, što je proizvod složenih učinaka na izoforme citokroma P450. Osim toga, ovi spojevi mogu iritirati kožu i izazvati hipotiroidizam i giht.

saponini

Mnogi spojevi koji stvaraju sapun su glikozidi. Aglikonski dio glikozidnih saponina sastoji se od pentacikličnih triterpenoida ili tetracikličkih steroida. Oni su strukturno heterogeni, ali imaju zajedničke funkcionalne karakteristike.

U svojoj strukturi posjeduje visoko hidrofilne glicinske dijelove i jako hidrofobne aglikonske regije, koje im osiguravaju emulgirajuća svojstva, pa se mogu koristiti kao deterdženti.

Saponini su prisutni u širokom rasponu obitelji biljaka, među kojima su i vrste koje pripadaju obitelji Liliaceae, na primjeru vrste Narthecium ossifragum.

Antrakinonski glikozidi

Oni su manje uobičajeni u biljnom carstvu od ostalih gore navedenih glikozida. Prisutni su u Rumex crispusu i vrstama roda Rheum. Učinak njegovog gutanja odgovara pretjeranom izlučivanju vode i elektrolita praćenom peristaltikom debelog crijeva.

Flavonoidi i proantohianini

Mnogi flavonoidi i njihovi oligomeri, proantocianini, pojavljuju se kao glikozidi. Ovi pigmenti su vrlo česti u velikom dijelu biljnog svijeta, s izuzetkom algi, gljiva i nekih antocijana..

Oni mogu postojati u prirodi kao C- ili O-glikozidi, ovisno o prirodi glikozidne veze koja se pojavljuje između glicinskih i algikonskih regija, tako da su neki otporniji na kemijsku hidrolizu od drugih..

Aglikonska struktura flavonoida C-glikozida odgovara trima prstenovima s nekom fenolnom skupinom koja im daje karakteristike antioksidanata. Vezanje saharidne skupine na aglikonsku regiju događa se preko veza ugljik-ugljik između anomernog ugljika šećera i C6 ili C8 ugljika aromatske jezgre flavonoida..

reference

  1. Conn, E.E. (1979). Biosinteza cijanogenih glikozida. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
  2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, C.E., Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Biosinteza nitrilnih glukozida rodiocijanozida A i D i cijanogenih glukozida Lotaustralina i Linamarina u Lotus japonicusu. Fiziologija biljaka, 135 (svibanj), 71-84.
  3. Markham, K.R. (1989). Metode u biljnoj biokemiji. 6. Flavoni, Flavonoli i njihovi glikozidi (Vol. 1). ACADEMIC PRESS LIMITED Preuzeto s 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). Sitosterol B-glukozid kao prah za sintezu celuloze u biljkama. Science, 295, 147-150.
  5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Funkcionalna genomika otkriva tri glukoziltransferaze uključene u sintezu glavnih slatkih glukozida Stevie rebaudiana. The Journal Journal, 41, 56-67.
  6. Swain, T. (1963). Taksonomija kemijskog postrojenja. London: Academic Press.
  7. van Rantwijk, F., Oosterom, M.W., & Sheldon, R.A. (1999). Glikozidaza-katalizirana sinteza alkilglikozida. Journal of Molecular Catalysis B: Enzimatska 6, 511-532.
  8. Vetter, J. (2000). Biljni cijanogeni glikozidi. Toxicon, 38, 11-36.
  9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Spontana hidroliza glikozida. Chem., Soc., 120, 6814-6815.