Tvorba glykosidů, funkce a typy / skupiny

glykosidy jsou sekundární metabolity rostlin, které jsou spojeny s mono- nebo oligosacharidy prostřednictvím glykosidických vazeb, tj. jsou glykosylovanými metabolity. Patří do chemické skupiny glykosidů, které zahrnují všechny chemické sloučeniny spojené se zbytky cukru.

V typické struktuře glykosidové molekuly jsou rozpoznány dvě oblasti: algikon a glykon. Oblast tvořená sacharidovým zbytkem se nazývá glykon a oblast odpovídající sacharidové molekule je známa jako aglykonová skupina..

Termín "glukosid" se obvykle používá k označení skutečnosti, že během hydrolýzy těchto sloučenin se uvolňují molekuly glukózy, avšak členové stejné skupiny molekul mají zbytky jiných typů cukrů, jako je rhamnose, galaktóza nebo mannosa.

Názvosloví glykosidů typicky označuje povahu jejich aglykonové oblasti. Tato jména s koncovkou "-ina" jsou vyhrazena pro sloučeniny dusíku, zatímco alkaloidy jsou pojmenovány s příponou "-osido".

Tyto přípony často doprovázejí kořen latinského názvu botanického původu, kde jsou molekuly nejprve popsány a předpona "gluko-" je obvykle přidána..

Glykosidická vazba mezi glykonátovými a aglykonovými částmi se může vyskytovat mezi dvěma atomy uhlíku (C-glykosidy) nebo atomy kyslíku (O-glykosidy), na kterých může záviset jejich stabilita na chemické nebo enzymatické hydrolýze.

Relativní množství glykosidů v angiospermech je mnohem větší než u gymnosperms a bylo prokázáno, že s ohledem na monocots a dicots, s některými výjimkami, není velký rozdíl v množství a typech nalezených glykosidů..

Je důležité zdůraznit velkou rozmanitost a heterogenitu této skupiny sloučenin, protože identita každého z nich bude záviset na aglykonové části, která je vysoce variabilní..

Index

• 1 Trénink
• 2 Funkce
• 3 Typy / skupiny
  • 3.1 Srdeční glykosidy
  • 3.2 Kyanogenní glykosidy
  • 3.3 Glukosinoláty
  • 3.4 Saponiny
  • 3.5 Antrachinonové glykosidy
  • 3.6 Flavonoidy a pro-antokyaniny
• 4 Odkazy

Školení

Biosyntéza nebo tvorba glukosidických sloučenin (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) v rostlinách závisí na typu glukosidu, který je zvažován, a v rostlinách jejich míra biosyntézy závisí často na podmínkách. životního prostředí.

Kyanogenní glykosidy jsou například syntetizovány z prekurzorů aminokyselin, včetně L-tyrosinu, L-valinu, L-isoleucinu a L-fenylalaninu. Aminokyseliny jsou hydroxylovány za vzniku N-hydroxylových aminokyselin, které jsou následně převedeny na aldoximy, které jsou pak transformovány na nitrily..

Nitrily jsou hydroxylovány za vzniku a-hydroxynitrilů, které mohou být glykosylovány za vzniku odpovídajícího kyanogenního glykosidu. Na této biosyntetické dráze se podílejí dva multifunkční cytochromy známé jako P450 a enzymy glykosyltransferázy..

Glykosidové biosyntetické dráhy většinou zahrnují účast glykosyltransferázových enzymů, které jsou schopny selektivně přenášet sacharidové zbytky z aktivovaného meziproduktu přes UDP molekulu na odpovídající aglykonovou část..

Přenos aktivovaných cukrů, jako je UDP-glukóza, na akceptorovou aglykonovou část pomáhá stabilizovat, detoxikovat a solubilizovat metabolity v konečných krocích způsobujících cesty sekundárního metabolitu..

Jedná se tedy o enzymy glykosyltransferázy zodpovědné za velké množství glykosidů v rostlinách, a proto byly rozsáhle studovány.

Některé syntetické metody in vitro existují pro získání derivátů rostlinného glykosidu, které zahrnují systémy reverzní hydrolýzy nebo trans glykosylace sloučenin.

Funkce

V rostlinách má například jedna z hlavních funkcí flavonoidových glykosidů co do činění s ochranou proti ultrafialovému záření, proti hmyzu a proti plísním, virům a bakteriím. Slouží jako antioxidanty, opylovače a regulátory rostlinných hormonů.

Další funkce flavonoidových glykosidů zahrnují stimulaci produkce uzlin bakteriálními druhy rodu Rhizobium. Mohou se podílet na enzymatických inhibičních procesech a jako alopatických činidlech. Tak také poskytují chemickou obrannou bariéru proti býložravcům.

Mnoho glykosidů, když je hydrolyzováno, generuje zbytky glukózy, které mohou být použity rostlinami jako metabolický substrát pro výrobu energie nebo dokonce pro tvorbu sloučenin strukturního významu v buňkách..

Antropocentricky řečeno, funkce těchto sloučenin je velmi různorodá, protože zatímco některé jsou používány v potravinářském průmyslu, jiné jsou používány ve farmaceutickém průmyslu pro navrhování léčiv pro léčbu hypertenze, poruch oběhového systému, protinádorových činidel atd..

Typy / skupiny

Klasifikaci glykosidů lze nalézt v literatuře na základě nesacharidových podílů (aglykonů) nebo jejich botanického původu. Následující je forma klasifikace založená na aglicona porci.

Hlavní glykosidové skupiny odpovídají srdečním glykosidům, kyanogenním glykosidům, glukosinolátům, saponinům a antrachinonovým glykosidům. Některé flavonoidy se také běžně vyskytují jako glykosidy.

Srdeční glykosidy

Tyto molekuly se obecně skládají z molekuly (aglykonové oblasti), jejíž struktura je steroidní. Jsou přítomny v rostlinách čeledi Scrophulariaceae, zejména v Digitalis purpurea, stejně jako v rodině Convallariaceae s Convallaria majalis jako klasickým příkladem.

Tento typ glukosidu má negativní inhibiční účinek na sodíkové / draselné ATPázové pumpy v buněčných membránách, které jsou zvláště bohaté na srdeční buňky, takže příjem rostlin s těmito sekundárními sloučeninami má přímé účinky na srdce; proto jeho jméno.

Kyanogenní glykosidy

Jsou chemicky definovány jako glykosidy a-hydroxynitrilů, které jsou odvozeny od aminokyselinových sloučenin. Oni jsou přítomní v angiosperm druhu rodiny Rosaceae, zvláště u druhů rodu Prunus, také jak v rodině Poaceae a jiní..

Bylo zjištěno, že tyto jsou součástí toxických sloučenin charakteristických pro některé odrůdy Manihot esculenta, lépe známé v Jižní Americe jako kasava, yucca nebo cassava. Podobně jsou hojné v semenech jablek a v oříšcích, jako jsou mandle.

Hydrolýza těchto sekundárních metabolitů vede k produkci kyseliny kyanovodíkové. Když je hydrolýza enzymatická, oddělují se glykonové a aglykonové podíly, které mohou být klasifikovány jako alifatické nebo aromatické..

Glykonová část cyanogenních glykosidů je typicky D-glukóza, ačkoli to bylo také viděno jako genotobic, primeverose, a jiní, většinou spojený β-glucosidic svazky \ t.

Spotřeba rostlin s kyanogenními glykosidy může mít negativní účinky, mezi něž patří interference při použití jodu, což má za následek hypotyreózu.

Glukosinoláty

Základem jeho aglykonové struktury jsou aminokyseliny, které obsahují síru, takže mohou být také nazývány thioglukosidy. Hlavní skupinou rostlin spojených s produkcí glukosinolátů je rodina Brassicaceae.

Mezi negativní účinky na organismy, které tyto rostliny požívají, patří jaterní bioaktivace environmentálních prokarcinogenů, což je produkt komplexních účinků na izoformy cytochromu P450. Navíc tyto sloučeniny mohou dráždit pokožku a navodit hypotyreózu a dnu.

Saponiny

Mnoho "mýdlových" sloučenin jsou glykosidy. Aglykonová část glykosidových saponinů se skládá z pentacyklických triterpenoidů nebo tetracyklických steroidů. Jsou strukturně heterogenní, ale mají společné funkční charakteristiky.

Ve své struktuře má vysoce hydrofilní glycinové části a silně hydrofobní aglykonové oblasti, které jim poskytují emulgační vlastnosti, takže mohou být použity jako detergenty..

Saponiny jsou přítomny v širokém spektru rostlinných rodin, mezi nimiž jsou druhy patřící do čeledi Liliaceae, doložené například u druhu Narthecium ossifragum.

Antrachinonové glykosidy

Oni jsou méně obyčejní v říši rostliny než jiné glycosides zmínil se o nahoře. Jsou přítomny v druhu Rumex crispus a druhu rodu Rheum. Účinek jeho požití odpovídá přehnané sekreci vody a elektrolytů doprovázené peristaltikou v tlustém střevě..

Flavonoidy a pro-antokyaniny

Mnoho flavonoidů a jejich oligomery, pro-anthokyaniny, se vyskytují jako glykosidy. Tyto pigmenty jsou velmi časté ve většině rostlinné říše, s výjimkou řas, hub a některých antokyaninů..

Mohou existovat v přírodě jako C- nebo O-glykosidy, v závislosti na povaze glykosidické vazby, která se vyskytuje mezi glycinovými a algikonovými oblastmi, takže některé jsou odolnější vůči chemické hydrolýze než jiné..

Aglykonová struktura C-glykosidových flavonoidů odpovídá třem kruhům s některou fenolovou skupinou, která jim dodává charakteristiku antioxidantů. Vazba sacharidové skupiny na aglykonovou oblast probíhá prostřednictvím vazeb uhlík-uhlík mezi anomerním uhlíkem cukru a uhlíkem C6 nebo C8 aromatického jádra flavonoidu..

Odkazy

1. Conn, E.E. (1979). Biosyntéza kyanogenních glykosidů. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, C.E., Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Biosyntéza nitrilových glukosidů Rhodiokyanosid A a D a kyanogenních glukosidů Lotaustralin a Linamarin v Lotus japonicus. Plant Physiology, 135 (květen), 71-84.
3. Markham, K. R. (1989). Metody v biochemii rostlin. 6. Flavony, flavonoly a jejich glykosidy (svazek 1). AKADEMICKÁ TISK LIMITED. Zdroj: 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-glukosid jako Primer pro syntézu celulózy v rostlinách. Science, 295, 147-150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Funkční genomika odhaluje tři glukosyltransferázy zapojené do syntézy hlavních sladkých glukosidů Stevia rebaudiana. The Plant Journal, 41, 56-67.
6. Swain, T. (1963). Chemická chemie rostlin. London: Academic Press.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, M. W., & Sheldon, R. A. (1999). Syntéza alkylglykosidů katalyzovaná glykosidasou. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6, 511-532.
8. Vetter, J. (2000). Kyanogenní glykosidy rostlin. Toxicon, 38, 11-36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Spontánní hydrolýza glykosidů. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.