Формування, функції та типи / групи глікозидів



The глікозиди є вторинними метаболітами рослин, які пов'язані з моно- або олігосахаридами через глікозидні зв'язки, тобто вони є глікозильованими метаболітами. Вони належать до хімічного сімейства глікозидів, які охоплюють всі хімічні сполуки, пов'язані з цукровими залишками.

У типовій структурі молекули глікозиду розпізнаються дві області: альгікон і глікон. Область, утворена залишком сахаридів, називається гліконом, а область, що відповідає несахаридній молекулі, відома як аглікон..

Зазвичай термін "глюкозид" використовується для позначення того факту, що під час гідролізу цих сполук молекули глюкози вивільняються, однак члени одного і того ж сімейства молекул мають залишки інших типів цукрів, таких як рамноза, галактоза \ t або маннозу, серед інших.

Номенклатура глікозидів зазвичай позначає природу їх агліконової області. Ці імена з кінцем "-ina" зарезервовані для сполук азоту, а алкалоїди - з суфіксом "-osido".

Ці суфікси часто супроводжують корінь латинської назви ботанічного походження, де вперше описані молекули, і зазвичай додається префікс "глюко-"..

Глікозидна зв'язок між гликонатной і агликоновой частками може відбуватися між двома атомами вуглецю (С-глікозиди) або атомами кисню (О-глікозиди), на яких їх стабільність буде залежати від хімічного або ферментативного гідролізу.

Відносний вміст глікозидів у покритонасінних значно більше, ніж у голонасінних, і було показано, що щодо однодольних та дводольних, за деякими винятками, немає великої різниці в кількості та типах виявлених глікозидів..

Важливо підкреслити велику різноманітність і неоднорідність цієї групи сполук, оскільки ідентичність кожного з них буде залежати від частки аглікону, яка є дуже змінною..

Індекс

  • 1 Навчання
  • 2 Функція
  • 3 Типи / групи
    • 3.1 Серцеві глікозиди
    • 3.2 Ціаногенні глікозиди
    • 3.3 Глюкозинолати
    • 3.4 Сапоніни
    • 3.5 Антрахінонові глікозиди
    • 3.6 Флавоноїди та пронтатоціани
  • 4 Посилання

Навчання

Біосинтез або утворення глюкозидних сполук (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) в рослинах залежить від типу розглянутих глюкозидів, а у рослин - частоти їх біосинтезу залежать, часто, від умов екологічні.

Цианогенние глікозиди, наприклад, синтезуються з амінокислотних попередників, включаючи L-тирозин, L-валін, L-ізолейцин і L-фенілаланін. Амінокислоти гідроксилюються з утворенням N-гідроксильних амінокислот, які потім перетворюються в альдоксими, які потім перетворюються в нітрили..

Нітрили гідроксилюються з утворенням α-гидроксинитрилов, які можуть бути гликозилировани з утворенням відповідного цианогенного глікозиду. У цьому біосинтетичному шляху беруть участь дві багатофункціональні цитохроми, відомі як P450 і ферменти глікозилтрансферази.

У більшості випадків шляхи біосинтезу глікозиду включають участь ензимів глікозилтрансферази, які здатні селективно переносити вуглеводні залишки з активованого проміжного з'єднання через молекулу UDP до відповідної порції аглікону..

Перенесення активованих цукрів, таких як UDP-глюкоза, до акцепторної порції аглікону допомагає стабілізувати, детоксикувати та солюбілізувати метаболіти на кінцевих етапах виробництва вторинних метаболітів..

Вони є, отже, ферментами глікозилтрансферази, відповідальними за велику різноманітність глікозидів у рослинах і тому були широко вивчені.

Деякі методи синтезу in vitro існують для отримання похідних глікозидів рослин, які включають системи зворотного гідролізу або транс-глікозилювання сполук.

Функція

У рослин одна з основних функцій флавоноїдних глікозидів, наприклад, пов'язана з захистом від ультрафіолетового світла, від комах і від грибків, вірусів і бактерій. Вони слугують антиоксидантами, атрактантами запилювачів і контролерами рослинних гормонів.

До інших функцій флавоноїдних глікозидів відноситься стимуляція вирощування бульбочок бактеріальними видами роду Rhizobium. Вони можуть брати участь у процесах ферментативного інгібування і як аллелопатичні агенти. Таким чином, вони також забезпечують хімічний захисний бар'єр проти травоїдних тварин.

Багато глікозиди, при гідролізу, генерують залишки глюкози, які можуть бути використані рослинами як метаболічний субстрат для виробництва енергії або навіть для утворення сполук структурної важливості в клітинах.

Антропоцентрично кажучи, функція цих сполук дуже різноманітна, оскільки, хоча деякі використовуються в харчовій промисловості, інші використовуються у фармацевтичній промисловості для конструювання лікарських засобів для лікування гіпертонії, порушень кровообігу, протипухлинних засобів і т.д..

Типи / групи

Класифікацію глікозидів можна знайти в літературі на основі несахаридних порцій (агліконів) або ботанічного походження цих порід. Нижче наведена форма класифікації, заснована на частині aglicona.

Основні глікозидні групи відповідають серцевим глікозидам, ціаногенним глікозидам, глюкозинолятам, сапонінам і антрахіноновим глікозидам. Деякі флавоноїди також часто зустрічаються як глікозиди.

Серцеві глікозиди

Ці молекули, як правило, складаються з молекули (агліконної області), структура якої є стероїдною. Вони присутні в рослинах сімейства Scrophulariaceae, зокрема у пурпурової Digitalis, а також у сімействі Convallariaceae з Convallaria majalis як класичний приклад..

Цей тип глюкозиду має негативний інгібуючий ефект на натрієво-калієві насоси АТФази в клітинних мембранах, які особливо багаті на клітини серця, тому споживання рослин з цими вторинними сполуками має прямий вплив на серце; звідси і його назва.

Ціаногенні глікозиди

Вони хімічно визначаються як глікозиди α-гідрокси нітрилів, які походять від амінокислотних сполук. Вони присутні в покритонасінних видах родини Rosaceae, особливо у видів роду Prunus, а також у сімействі Poaceae та ін..

Встановлено, що вони є частиною токсичних сполук, характерних для деяких сортів Manihot esculenta, більш відомих в Південній Америці як маніоки, юки або маніоки. Подібним чином, вони багаті насіння яблук і горіхів, таких як мигдаль.

Гідроліз цих вторинних метаболітів призводить до продукування синильної кислоти. Коли гідроліз є ферментативним, порції глікону та аглікону розділяються, причому останні можуть бути класифіковані як аліфатичні або ароматичні..

Гліконова частина цианогенних глікозидів зазвичай є D-глюкозою, хоча її також розглядають як генотобічну, прайверозу та інші, переважно пов'язані з β-глюкозидними зв'язками..

Споживання рослин з ціаногенними глікозидами може мати негативні наслідки, серед яких є втручання у застосування йоду, що призводить до гіпотиреозу.

Глюкозинолати

Основу її агліконової структури складають амінокислоти, що містять сірку, тому їх також можна назвати тиоглюкозидами. Основною родиною рослин, пов'язаних з виробництвом глюкозинолатів, є родина Brassicaceae.

Серед негативних наслідків для організмів, які поглинають ці рослини, є печінкова біоактивація екологічних прокарингогенов, яка є продуктом складних впливів на ізоформи цитохрому Р450. Крім того, ці сполуки можуть дратувати шкіру і викликати гіпотиреоз і подагру.

Сапоніни

Багато "мильно-утворюють" сполуки є глікозидами. Агліконова частина глікозидних сапонінів складається з пентациклических тритерпеноидов або тетрациклічних стероїдів. Вони структурно неоднорідні, але мають спільні функціональні характеристики.

У своїй структурі він володіє високо гідрофільними ділянками гліцину і сильно гідрофобними агліконовими областями, які забезпечують їх емульгуючими властивостями, тому їх можна використовувати як миючих засобів.

Сапоніни присутні в широкому діапазоні сімейств рослин, серед яких є види, що належать до сімейства Liliaceae, на прикладі виду Narthecium ossifragum.

Глюкозиди антрахінону

Вони рідше зустрічаються в рослинному царстві, ніж інші глікозиди, згадані вище. Вони присутні в Rumex crispus і видах роду Rheum. Ефект його прийому відповідає перебільшеної секреції води і електролітів, що супроводжується перистальтикою в товстій кишці.

Флавоноїди і проантоціани

Багато флавоноїди та їх олігомери, пронтатоціани, зустрічаються як глікозиди. Ці пігменти дуже поширені в більшій частині рослинного світу, за винятком водоростей, грибів і деяких антоціанів.

Вони можуть існувати в природі як С- або О-глікозиди, залежно від природи глікозидного зв'язку, що відбувається між областями гліцину та альгікону, тому деякі з них більш стійкі до хімічного гідролізу, ніж інші..

Агліконова структура C-глікозидів флавоноїдів відповідає трьом кільцям з деякою фенольною групою, що забезпечує їм характеристику антиоксидантів. Зв'язування групи сахаридів з агликоновой областю відбувається через зв'язки вуглець-вуглець між аномерним вуглецем цукру і вуглецем С6 або С8 ароматичного ядра флавоноїду..

Список літератури

  1. Conn, E.E. (1979). Біосинтез ціаногенних глікозидів. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
  2. Forslund, K., Morant, М., Jørgensen, B., Olsen, C.E., Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Біосинтез нітрилових глюкозидів родіоціанозиду А і D і цианогенних глюкозидів лотаустраліну і лінамарину в Lotus japonicus. Фізіологія рослин, 135 (травень), 71-84.
  3. Markham, K. R. (1989). Методи в біохімії рослин. 6. Флавони, флавоноли та їх глікозиди (т. 1). ACADEMIC PRESS LIMITED. Отримано з 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). Ситостерин B-глюкозид як праймер для синтезу целюлози в рослинах. Science, 295, 147-150.
  5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Функціональна геноміка розкриває три глюкозилтрансферази, що беруть участь у синтезі основних солодких глюкозидів Stevia rebaudiana. Журнал рослин, 41, 56-67.
  6. Swain, Т. (1963). Хімічний завод таксономії. Лондон: Academic Press.
  7. van Rantwijk, F., Oosterom, M.W., & Sheldon, R.A. (1999). Глікозидазо-каталізується синтез алкилгликозидов. Журнал молекулярного каталізу B: ензиматичний, 6, 511-532.
  8. Vetter, J. (2000). Рослинні ціаногенні глікозиди. Токсикон, 38, 11-36.
  9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Спонтанний гідроліз глікозидів. J. Am Chem Chem., 120, 6814-6815.