Glycosider dannelse, funktion og typer / grupper

den glykosider er sekundære metabolitter af planter, der er forbundet med mono- eller oligosaccharider gennem glycosidbindinger, dvs. de er glycosylerede metabolitter. De tilhører den kemiske familie af glycosider, som omfatter alle kemiske forbindelser forbundet med sukkerholdige rester.

I den typiske struktur af et glycosidmolekyle er to regioner genkendt: algiconen og glyconen. Regionen dannet af saccharidresten kaldes glycone, og regionen svarende til non-saccharidmolekylet er kendt som aglycondelen..

Almindeligvis anvendes udtrykket "glycosid" til at henvise til, at der under hydrolysen af ​​disse forbindelser glucosemolekyler frigives imidlertid medlemmer af den samme familie af molekyler har rester af andre sukkerarter, såsom rhamnose, galactose eller mannos, blandt andre.

Nomenklaturen for glycosiderne angiver typisk arten af ​​deres aglyconregion. Disse navne med slutningen "-in" er forbeholdt nitrogenforbindelserne, mens alkaloiderne er navngivet med suffixet "-osido".

Disse suffikser følger ofte roden til det latinske navn på den botaniske oprindelse, hvor molekylerne først beskrives og præfikset "gluco" normalt tilsættes..

Glycosidbindingen mellem glycon og aglykonringe dele kan forekomme mellem to carbonatomer (C-glycosider) kan deltage eller oxygenatomer (O-glucosider) heraf vil afhænge dens stabilitet mod kemisk eller enzymatisk hydrolyse.

Den relative overflod af glycosider i dækfrøede er meget højere end i nøgenfrøede og har vist, at med hensyn til enkimbladede og tokimbladede, med visse undtagelser, er der ikke den store forskel i mængden og typer af glykosider fundet.

Det er vigtigt at understrege den store mangfoldighed og heterogenitet af denne gruppe af forbindelser, da identiteten af ​​hver enkelt vil afhænge af aglycondelen, som er meget variabel.

indeks

• 1 træning
• 2 funktion
• 3 Typer / grupper
  • 3.1 Hjerteglycosider
  • 3.2 cyanogene glycosider
  • 3.3 Glucosinolater
  • 3,4 saponiner
  • 3,5 antraquinonglycosider
  • 3.6 Flavonoider og proanthocyaniner
• 4 referencer

uddannelse

Biosyntese eller dannelse af glycosidiske forbindelser (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) i planter afhænger af typen af ​​glycosid under overvejelse, og i planter, deres satser af biosyntesen er afhængige, ofte betingelser miljømæssige.

Cyanglycosider, for eksempel syntetiseres fra prækursor aminosyrer, herunder L-tyrosin, L-valin, L-isoleucin og L-phenylalanin. Aminosyrer hydroxyleres til dannelse af N-hydroxyl aminosyrer, som efterfølgende omdannes til aldoximer, som derefter omdannes til nitriler.

Nitrilerne hydroxyleres til dannelse af a-hydroxynitriler, der kan glycosyleres til dannelse af det tilsvarende cyanogene glycosid. To multifunktionelle cytokromer kendt som P450- og glycosyltransferaseenzymer er involveret i denne biosyntetiske vej.

Overvejende biosyntetiske veje involverer deltagelse glucosid glycosyltransferase-enzymer, der er i stand til selektivt at overføre carbohydratrester fra et mellemprodukt aktiveret af UDP-molekyle, til den tilsvarende aglycon portion.

Overførsel af aktiverede sukkerarter, såsom UDP-glucose, til en del aglycon acceptor bidrager til at stabilisere og solubilisere afgifte metabolitter i de sidste trin til fremstilling af sekundære metabolitter ruter.

De er så enzymerne glycosyltransferaser ansvarlige for det store udvalg af glycosider i planter og er derfor blevet grundigt undersøgt.

Nogle in vitro syntetiske metoder eksisterer til opnåelse af planteglycosidderivater, der involverer omvendte hydrolysesystemer eller transglycosylering af forbindelser.

funktion

I planter har en af ​​de vigtigste funktioner af flavonoidglycosider for eksempel at gøre med beskyttelse mod ultraviolet lys mod insekter og mod svampe, vira og bakterier. De tjener som antioxidanter, pollinator attractants og controllere af plantehormoner.

Andre funktioner af flavonoidglycosider indbefatter stimulering af knudeproduktion af bakteriearter af Rhizobium-genus. De kan deltage i enzymatisk inhiberingsprocesser og som allelopatiske midler. Således tilvejebringer de også en kemisk forsvarsbarriere mod plantelevende dyr.

Mange glycosider, når hydrolyseret, genererer glucoserester, der kan anvendes af planter som metabolisk substrat til energiproduktion eller til dannelse af forbindelser med strukturformlen betydning i celler.

Anthropocentrically set funktionen af ​​disse forbindelser er meget forskelligartet, fordi mens nogle anvendes i fødevareindustrien, der anvendes i den farmaceutiske industri til at designe lægemidler til behandling af hypertension, kredsløbsforstyrrelser, anticancermidler, etc..

Typer / grupper

Klassificeringen af ​​glycosider kan findes i litteraturen baseret på de ikke-sacchariddele (aglyconer) eller på deres botaniske oprindelse. Følgende er en form for klassificering baseret på aglicona-delen.

De vigtigste glycosidgrupper svarer til hjerte glycosider, cyanogene glycosider, glucosinolater, saponiner og anthraquinonglycosider. Nogle flavonoider forekommer også almindeligvis som glycosider.

Hjerteglycosider

Disse molekyler er generelt sammensat af et molekyle (aglyconregion), hvis struktur er steroid. De er til stede i planter af familien Scrophulariaceae, især i Digitalis purpurea, såvel som i familien Convallariaceae med Convallaria majalis som et klassisk eksempel.

Denne type glycosid har en negativ virkning på ATPase-inhiberende pumper natrium / kalium i cellemembraner, som er særligt rigelige i hjerteceller, så indtagelse planter med disse sekundære forbindelser har direkte virkninger på hjertet; dermed dets navn.

Cyanogene glycosider

De er kemisk defineret som glycosider af a-hydroxynitriler, som er afledt af aminosyreforbindelser. De er til stede i angiosperm arter af familien Rosaceae, især i arter af slægten Prunus, såvel som i familien Poaceae og andre..

Det er blevet fastslået, at disse er en del af de giftige forbindelser, der er karakteristiske for nogle sorter af Manihot esculenta, bedre kendt i Sydamerika som cassava, yucca eller cassava. Tilsvarende er de rigelige i æblefrø og i nødder som mandler.

Hydrolysen af ​​disse sekundære metabolitter resulterer i produktion af hydrocyansyre. Når hydrolysen er enzymatisk, separeres glycon- og aglyconpartierne, idet sidstnævnte er i stand til at blive klassificeret som alifatisk eller aromatisk..

Den glycon portion cyanglycosider er typisk D-glucose, men er også blevet gentobiose, primeverosa og andre, for det meste forbundet af β-glucosid.

Forbruget af planter med cyanogene glycosider kan have negative virkninger, blandt hvilke er forstyrrelsen i brugen af ​​iod, hvilket resulterer i hypothyroidisme.

glucosinolater

Grundlaget for dets aglykonstrukturen består af aminosyrer, der indeholder svovl, så de kan også kaldes thioglucosider. Den vigtigste familie af planter i forbindelse med produktion af glucosinolater er Brassicaceae familien.

Blandt de negative virkninger for organismer, der indtager disse planter, er den hepatiske bioaktivering af miljømæssige procarcinogener, hvilket er et produkt af komplekse virkninger på cytokrom P450 isoformer. Desuden kan disse forbindelser irritere huden og fremkalde hypothyroidisme og gigt.

saponiner

Mange "sæbeformende" forbindelser er glycosider. Aglycondelen af ​​de glycosidiske saponiner består af pentacykliske triterpenoider eller tetracykliske steroider. De er strukturelt heterogene, men de har funktionelle karakteristika til fælles.

I sin struktur har den meget hydrofile glycindele og stærkt hydrofobe aglyconregioner, som giver dem emulgerende egenskaber, så de kan anvendes som detergenter.

Saponiner er til stede i en lang række plantefamilier, blandt hvilke er de arter, der tilhører familien Liliaceae, eksemplificeret i arten Narthecium ossifragum.

Anthraquinon-glycosider

De er mindre almindelige i planteriget end de andre ovenfor nævnte glycosider. De er til stede i Rumex crispus og arter af slægten Rheum. Effekten af ​​dets indtagelse svarer til en overdrevet sekretion af vand og elektrolytter ledsaget af peristaltik i tyktarmen.

Flavonoider og pro-anthocyaniner

Mange flavonoider og deres oligomerer, pro-anthocyaniner, forekommer som glycosider. Disse pigmenter er meget almindelige i meget af planteriget, med undtagelse af alger, svampe og nogle anthocyaniner.

kan eksistere i naturen som C- eller O-glucosider, afhængig af beskaffenheden af ​​glycosidbindingen mellem glycon forekommende og algicona regioner, således at nogle er mere modstandsdygtige over for kemisk hydrolyse andre.

Aglyconstrukturen af ​​C-glycosidflavonoiderne svarer til tre ringe med en eller anden phenolgruppe, der giver dem karakteristika for antioxidanter. Bindingen af ​​saccharidgruppen til aglyconregionen sker via carbon-carbon-bindinger mellem sukkerets anomere carbon og C6- eller C8-carbonet i flavonoidets aromatiske kerne..

referencer

1. Conn, E. E. (1979). Biosyntese af cyanogene glycosider. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, C.E., Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Biosyntese af nitrilglucosiderne Rhodiocyanoside A og D og de cyanogene glucosider Lotaustralin og Linamarin i Lotus japonicus. Plant Physiology, 135 (maj), 71-84.
3. Markham, K.R. (1989). Metoder i Plant Biochemistry. 6. Flavoner, Flavonoler og deres Glycosider (Vol. 1). AKADEMISK PRESS LIMITED. Hentet fra 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-glucosid som primer til cellulose syntese i planter. Science, 295, 147-150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T. Chapman, R., McGarvey, B., POCs, R., & Brandle, J. (2005). Funktionelt genomik afslører tre glucosyltransferaser involveret i syntesen af ​​de store søde glucosider af Stevia rebaudiana. The Plant Journal, 41, 56-67.
6. Swain, T. (1963). Kemisk plantebeskatning. London: Academic Press.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, M.W., & Sheldon, R.A. (1999). Glycosidase-katalyseret syntese af alkylglycosider. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6, 511-532.
8. Vetter, J. (2000). Plant cyanogene glycosider. Toxicon, 38, 11-36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Spontan hydrolyse af glycosider. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.