Glykosider dannelse, funksjon og typer / grupper

den glucosides er sekundære metabolitter av planter som er knyttet til mono- eller oligosakkarider gjennom glykosidbindinger, dvs. de er glykosylerte metabolitter. De tilhører den kjemiske familien av glykosider, som omfatter alle kjemiske forbindelser knyttet til sukkerholdige rester.

I den typiske strukturen av et glykosidmolekyl, er to regioner gjenkjent: algikon og glykonen. Området dannet av sakkaridresten kalles glykon, og regionen som svarer til ikke-sakkaridmolekylet er kjent som aglykondelen..

Vanligvis, er uttrykket "glykosidet" brukt for å referere til det faktum at i løpet av hydrolyse av disse forbindelser glukosemolekyler blir frigitt, men medlemmer av den samme familien av molekyler har rester av andre sukkere slik som rhamnose, galaktose eller mannos, blant andre.

Nomenklaturen til glykosider angir typisk naturen til deres aglykonregion. Disse navnene med slutten "-ina" er reservert for nitrogenforbindelsene, mens alkaloider er kalt med suffikset "-osido".

Disse suffikser ofte følger roten latinske navnet på botanisk opprinnelse hvor molekylene er først beskrevet og prefikset "glyko-" er vanligvis lagt.

Det glykosidisk binding mellom de glycone og aglycon delene kan forekomme mellom to karbonatomer (C-glykosider), delta eller oksygenatomer (O-glukosider) av disse vil avhenge dens stabilitet mot kjemisk eller enzymatisk hydrolyse.

Den relative overflod av glykosider i angiosperms er mye høyere enn i gymnosperms og har vist at med hensyn til monocots og dicots, med noen unntak, er det ingen stor forskjell i mengden og typer glucosides funnet.

Det er viktig å understreke den store mangfold og heterogenitet av denne gruppe av forbindelser, siden identiteten av hver avhenger av aglycon-delen som er svært variabel.

index

• 1 trening
• 2 funksjon
• 3 Typer / grupper
  • 3.1 Hjerte glykosider
  • 3,2 cyanogene glykosider
  • 3,3 glukosinolater
  • 3,4 saponiner
  • 3,5 antrakinonglykosider
  • 3.6 Flavonoider og pro-anthocyaniner
• 4 referanser

trening

Biosyntese eller dannelse av glykosid-forbindelser (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, og Delmer, 2002) hos planter, avhenger av typen av glykosidet blir vurdert, og i planter, deres forekomst av biosyntesen er avhengig, ofte tilstander miljø.

Cyanogenic glykosider, for eksempel, blir syntetisert fra forløper-aminosyrer, inkludert L-tyrosin, L-valin, L-isoleucin og L-fenylalanin. Aminosyrene er hydroksylert for å danne N-hydroksylaminosyrer som deretter omdannes til aldoksimer, som deretter transformeres til nitriler.

Nitrilene er hydroksylert for å danne a-hydroksynitrilene, som kan glykosyleres for å danne det tilsvarende cyanogene glykosid. To multifunksjonelle cytokromer kjent som P450- og glykosyltransferaseenzymer er involvert i denne biosyntetiske banen.

For det meste biosyntetiske veier involverer deltakelse glukosid glykosyltransferase-enzymer, som er i stand til selektivt å overføre karbohydratrestene fra en mellomliggende aktiveres av UDP-molekylet, til det tilsvarende aglykon partiet.

Overføring av aktiverte sukker, slik som UDP-glukose, til en porsjon aglycon akseptor bidrar til å stabilisere og oppløseliggjøre avgifte metabolitter i de siste trinnene i produksjonen av sekundære metabolitter ruter.

De er da enzymene glykosyltransferaser som er ansvarlige for det store utvalget av glykosider i planter og derfor blitt grundig studert.

Noen in vitro syntetiske metoder eksisterer for å oppnå planteglykosidderivater som involverer omvendte hydrolysesystemer eller transglykosylering av forbindelser.

funksjon

I planter har en av hovedfunksjonene til flavonoidglykosider for eksempel å gjøre med beskyttelse mot ultrafiolett lys, mot insekter og mot sopp, virus og bakterier. De tjener som antioksidanter, pollinator attractants og kontrollere av plantehormoner.

Andre funksjoner av flavonoidglykosider inkluderer stimulering av knuteproduksjon av bakterielle arter av Rhizobium-slekt. De kan delta i enzymatisk inhiberingsprosesser og som allelopatiske midler. Dermed gir de også en kjemisk forsvarsbarriere mot plantelevende dyr.

Mange glykosider, da hydrolysen, genererer glukoserester som kan brukes ved anlegg som metabolsk substrat for energiproduksjon eller for dannelse av forbindelser med strukturell betydning i cellene.

Anthropocentrically sett er funksjonen av disse forbindelser meget uensartet, fordi mens noen er brukt i næringsmiddelindustrien produkter som brukes i den farmasøytiske industri for å utforme medikamenter til behandling av hypertensjon, sirkulatoriske forstyrrelser, anti-kreftmidler, etc..

Typer / grupper

Klassifiseringen av glykosider finnes i litteraturen basert på ikke-sakkaridpartiene (aglykoner) eller på den botaniske opprinnelsen til disse. Følgende er et form for klassifisering basert på aglicona-delen.

De viktigste glykosidgruppene korresponderer med hjerteglykosider, cyanogene glykosider, glukosinolater, saponiner og antrakinonglykosider. Noen flavonoider forekommer også ofte som glykosider.

Hjerteglykosider

Disse molekylene er vanligvis sammensatt av et molekyl (aglykonregion) hvis struktur er steroidal. De er til stede i planter av familien Scrophulariaceae, spesielt Digitalis purpurea, samt Convallaria majalis Convallariaceae familie som et klassisk eksempel.

Denne type av glykosid har en negativ effekt på den ATPase inhibitoriske pumper natrium / kalium i cellemembraner, som er spesielt rik på hjerteceller, så inntak planter med disse sekundære forbindelser har direkte virkninger på hjertet; dermed navnet sitt.

Cyanogene glykosider

De er kjemisk definert som glykosider av a-hydroksy nitriler, som er avledet fra aminosyreforbindelser. De er til stede i angiosperm arter av familien Rosaceae, spesielt i arter av slekten Prunus, så vel som i familien Poaceae og andre..

Det er blitt fastslått at disse er blant de bedre kjent i Sør-Amerika som kassava, yuca eller kassava toksiske forbindelser som er karakteristisk for noen varianter av Manihot esculenta. Tilsvarende er de rikelig i eplefrø og i nøtter som mandler.

Hydrolysen av disse sekundære metabolitter resulterer i produksjon av hydrocyansyre. Når hydrolysen er enzymatisk, separeres glykon- og aglykon-delene, idet sistnevnte kan klassifiseres som alifatisk eller aromatisk..

Den glycone del cyanogenic glykosider er typisk D-glukose, men har også blitt gentobiose, primeverosa og andre, for det meste forbundet med β-glukosidiske.

Forbruket av cyanogenic glykosider planter kan ha negative effekter, inkludert forstyrrelser ved anvendelse av jod, er det, noe som resulterer i hypotyroidisme.

glukosinolater

Grunnlaget for sin aglykonstruktur består av aminosyrer som inneholder svovel, så de kan også bli kalt thioglukosider. Den viktigste familien av planter assosiert med produksjonen av glukosinolater er Brassicaceae familien.

Blant de negative effektene for organismer som inntar disse plantene, er den hepatiske bioaktivering av miljøprokarcinogener, som er et produkt av komplekse effekter på cytokrom P450 isoformer. I tillegg kan disse forbindelsene irritere huden og forårsake hypothyroidisme og gikt.

saponiner

Mange "såpevannende" forbindelser er glykosider. Aglykondelen av glykosidiske saponiner består av pentacykliske triterpenoider eller tetracykliske steroider. De er strukturelt heterogene, men de har funksjonelle egenskaper til felles.

I sin struktur har den svært hydrofile glycinpartier og sterkt hydrofobe aglykonregioner, som gir dem emulgerende egenskaper, slik at de kan brukes som vaskemidler.

Saponiner er til stede i et bredt spekter av plantefamilier, blant annet arten tilhører familien Liliaceae, eksemplifisert i arten Narthecium ossifragum.

Antrakinonglykosider

De er mindre vanlige i planterike enn de andre glykosider som er nevnt ovenfor. De er til stede i Rumex crispus og arter av slekten Rheum. Effekten av inntaket tilsvarer en overdrevet sekresjon av vann og elektrolytter ledsaget av peristaltikk i tykktarmen.

Flavonoider og pro-anthocyaniner

Mange flavonoider og deres oligomerer, pro-anthocyaniner, forekommer som glykosider. Disse pigmentene er svært vanlige i mye av plante riket, med unntak av alger, sopp og noen anthocyaniner.

kan eksistere i naturen som C- eller O-glukosider, avhengig av naturen av den glykosidiske binding mellom glycone forekommende og algicona regioner, slik at en del er mer resistente mot kjemisk hydrolyse annet.

Aglykonstrukturen av C-glykosidflavonoider tilsvarer tre ringer med en eller annen fenolisk gruppe som gir dem karakteristikken for antioksidanter. Bindingen av sakkaridgruppen til aglykonregionen forekommer gjennom karbon-karbonbindinger mellom det anomeriske karbon i sukkeret og C6- eller C8-karbonet i flavonoidets aromatiske kjerne..

referanser

1. Conn, E.E. (1979). Biosyntese av cyanogene glykosider. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, C.E., Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Biosyntese av nitrilglukosider Rhodiocyanoside A og D og de cyanogene glukosider Lotaustralin og Linamarin i Lotus japonicus. Plant Physiology, 135 (mai), 71-84.
3. Markham, K. R. (1989). Metoder i plantebiokjemi. 6. Flavoner, flavonoler og deres glykosider (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-glukosid som primer for cellulose syntese i planter. Science, 295, 147-150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Funksjonell genomikk avdekker tre glukosyltransferaser involvert i syntesen av de store søte glukosider av Stevia rebaudiana. The Plant Journal, 41, 56-67.
6. Swain, T. (1963). Kjemisk anleggstaksonomi. London: Academic Press.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, M.W., & Sheldon, R.A. (1999). Glykosidase-katalysert syntese av alkylglykosider. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6, 511-532.
8. Vetter, J. (2000). Plant cyanogene glykosider. Giftig, 38, 11-36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Spontan hydrolyse av glykosider. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.