Ο σχηματισμός, η λειτουργία και οι τύποι / ομάδες γλυκοσιδίων



Το γλυκοσίδες είναι δευτερογενείς μεταβολίτες φυτών που συνδέονται με μονο- ή ολιγοσακχαρίτες μέσω γλυκοσιδικών δεσμών, δηλαδή είναι γλυκοζυλιωμένοι μεταβολίτες. Ανήκουν στη χημική οικογένεια γλυκοσίδων, η οποία περιλαμβάνει όλες τις χημικές ενώσεις που συνδέονται με υπολείμματα σακχάρων.

Στην τυπική δομή ενός μορίου γλυκοσίδης, αναγνωρίζονται δύο περιοχές: η αλγγινόνη και η γλυκόνη. Η περιοχή που σχηματίζεται από το υπόλειμμα σακχαρίτη ονομάζεται γλυκόνη και η περιοχή που αντιστοιχεί στο μη σακχαριδικό μόριο είναι γνωστή ως μονάδα γλυκόζης..

Συνήθως, ο όρος «γλυκοζίτης» χρησιμοποιείται για να αναφερθεί στο γεγονός ότι κατά τη διάρκεια της υδρόλυσης αυτών των μορίων των ενώσεων γλυκόζης ελευθερώνονται, ωστόσο, τα μέλη της ίδιας οικογένειας των μορίων έχουν καταλοίπων άλλων σακχάρων, όπως η ραμνόζη, γαλακτόζη ή τη μαννόζα, μεταξύ άλλων.

Η ονοματολογία των γλυκοσίδων τυπικά υποδηλώνει τη φύση της περιοχής τους αγλυκόνης. Αυτά τα ονόματα με το τέλος "-ina" προορίζονται για τις ενώσεις αζώτου, ενώ τα αλκαλοειδή ονομάζονται με το επίθεμα "-osido".

Αυτά τα επιθήματα συνοδεύουν συχνά τη ρίζα της λατινικής ονομασίας της βοτανικής προέλευσης, όπου τα μόρια περιγράφονται για πρώτη φορά και προστίθεται συνήθως το πρόθεμα "gluco-"..

Η γλυκοσιδική σύνδεση μεταξύ των τμημάτων γλυκόνης και αγλυκόνη μπορεί να συμβεί μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα (C-γλυκοζίτες) μπορεί να συμμετέχει ή άτομα οξυγόνου (Ο-γλυκοζίτες) του οποίου θα εξαρτηθεί από τη σταθερότητα της κατά χημική ή ενζυματική υδρόλυση.

Η σχετική αφθονία των γλυκοζιτών στα αγγειόσπερμα είναι πολύ υψηλότερο από ό, τι στην γυμνόσπερμα και έχει αποδειχθεί ότι σε σχέση με μονοκοτυλήδονα και δικοτυλήδονα, με ορισμένες εξαιρέσεις, δεν υπάρχει μεγάλη διαφορά στην ποσότητα και το είδος των γλυκοζιτών που βρέθηκαν.

Είναι σημαντικό να τονισθεί η μεγάλη ποικιλομορφία και η ετερογένεια αυτής της ομάδας ενώσεων, δεδομένου ότι η ταυτότητα του καθενός εξαρτάται από το τμήμα αγλυκόνης, το οποίο είναι εξαιρετικά μεταβλητό.

Ευρετήριο

  • 1 Εκπαίδευση
  • 2 Λειτουργία
  • 3 Τύποι / ομάδες
    • 3.1 Καρδιακές γλυκοσίδες
    • 3.2 Κυανογενείς γλυκοσίδες
    • 3.3 Γλυκοσινολικά
    • 3.4 Σαπωνίνες
    • 3.5 Ανθρακινόνη γλυκοσίδες
    • 3.6 Φλαβονοειδή και προ-ανθοκυανίνες
  • 4 Αναφορές

Εκπαίδευση

Βιοσύνθεση ή σχηματισμό γλυκοσιδικού ενώσεων (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) σε φυτά εξαρτάται από τον τύπο του γλυκοζίτη που εξετάζονται, και στα φυτά, τα ποσοστά τους βιοσύνθεσης εξαρτώνται, συχνά συνθήκες περιβάλλοντος.

Κυανογόνοι γλυκοζίτες, για παράδειγμα, συντίθενται από τον πρόδρομο αμινοξέα, συμπεριλαμβανομένης L-τυροσίνη, L-βαλίνη, L-ισολευκίνη και L-φαινυλαλανίνη. Τα αμινοξέα υδροξυλιώνονται για να σχηματίσουν Ν-υδροξυλαμινοξέα τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε αλδοξίμες, οι οποίες στη συνέχεια μετατρέπονται σε νιτρίλια.

Τα νιτρίλια υδροξυλιώνονται για να σχηματίσουν τα α-υδροξυ νιτρίλια, τα οποία μπορούν να γλυκοζυλιωθούν για να σχηματίσουν τον αντίστοιχο κυανογόνο γλυκοζίτη. Δύο πολυλειτουργικά κυτοχρώματα γνωστά ως Ρ450 και ένζυμα γλυκοζυλοτρανσφεράσης εμπλέκονται σε αυτή τη βιοσυνθετική οδό.

Κυρίως βιοσυνθετικές οδοί περιλαμβάνουν συμμετοχή ένζυμα γλυκοζίτη γλυκοσυλοτρανσφεράση, τα οποία είναι ικανά εκλεκτικώς να μεταφέρει τα υπολείμματα υδατάνθρακα από ένα ενδιάμεσο ενεργοποιούνται από UDP μόριο, με το αντίστοιχο τμήμα αγλυκόνης.

Μεταφορά των ενεργοποιημένων σακχάρων, όπως UDP-γλυκόζης, σε έναν αποδέκτη τμήμα αγλυκόνης βοηθά στη σταθεροποίηση και την διαλυτοποίηση αποτοξινώσει μεταβολιτών στα τελικά στάδια της παραγωγής δευτερογενών μεταβολιτών διαδρομές.

Αυτά είναι, λοιπόν, τα ένζυμα γλυκοζυλοτρανσφεράσες που είναι υπεύθυνα για τη μεγάλη ποικιλία γλυκοσιδίων στα φυτά και επομένως έχουν μελετηθεί εκτενώς.

Ορισμένες in vitro συνθετικές μέθοδοι υπάρχουν για τη λήψη παραγώγων γλυκοσίδης του φυτού που περιλαμβάνουν συστήματα αντίστροφης υδρόλυσης ή τρανς γλυκοζυλίωση ενώσεων.

Λειτουργία

Στα φυτά, μια από τις κύριες λειτουργίες του γλυκοσιδίου φλαβονοειδούς, για παράδειγμα, έχει να κάνει με την προστασία ενάντια σε υπεριώδες φως, τα έντομα και κατά των μυκήτων, ιών και βακτηρίων. Χρησιμεύουν ως αντιοξειδωτικά, προσελκυστικά επικονιαστές και ελεγκτές φυτικών ορμονών.

Άλλες λειτουργίες των φλαβονοειδών γλυκοσίδων περιλαμβάνουν τη διέγερση της παραγωγής οζιδίων από βακτηριακά είδη γένους Rhizobium. Μπορούν να συμμετέχουν σε διεργασίες ενζυμικής αναστολής και ως αλλολοπαθητικοί παράγοντες. Έτσι, παρέχουν επίσης ένα χημικό φράγμα άμυνας έναντι των φυτοφάγων.

Πολλές γλυκοσίδες, όταν υδρολύονται, παράγουν υπολείμματα γλυκόζης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τα φυτά ως μεταβολικό υπόστρωμα για την παραγωγή ενέργειας ή ακόμη και για το σχηματισμό ενώσεων με δομική σημασία στα κύτταρα.

Anthropocentrically μιλώντας, η λειτουργία αυτών των ενώσεων είναι πολύ διαφορετική, διότι ενώ μερικά χρησιμοποιούνται στα προϊόντα της βιομηχανίας τροφίμων που χρησιμοποιούνται στη φαρμακευτική βιομηχανία για να σχεδιαστούν φάρμακα για τη θεραπεία της υπέρτασης, κυκλοφορικές διαταραχές, αντικαρκινικούς παράγοντες, κλπ.

Τύποι / ομάδες

Η ταξινόμηση των γλυκοσίδων μπορεί να βρεθεί στη βιβλιογραφία με βάση τα μη σακχαριδικά τμήματα (αγλυκόνες) ή τη βοτανική προέλευση αυτών. Τα παρακάτω είναι μια μορφή ταξινόμησης που βασίζεται στο τμήμα της aglicona.

Οι κύριες ομάδες γλυκοζίτη αντιστοιχούν σε καρδιακές γλυκοσίδες, κυανόγονες γλυκοσίδες, γλυκοσινολικές ενώσεις, σαπωνίνες και γλυκοσίδες ανθρακινόνης. Ορισμένα φλαβονοειδή επίσης συνήθως εμφανίζονται ως γλυκοσίδες.

Καρδιακές γλυκοσίδες

Αυτά τα μόρια αποτελούνται γενικά από ένα μόριο (περιοχή αγλυκόνης) του οποίου η δομή είναι στεροειδή. Είναι παρούσα σε φυτά της οικογένειας Scrophulariaceae, ιδιαίτερα Digitalis purpurea, καθώς και Convallaria majalis οικογένεια Convallariaceae ως ένα κλασικό παράδειγμα.

Αυτός ο τύπος γλυκοσίδης έχει αρνητική επίδραση επί της ΑΤΡάσης ανασταλτική αντλίες νατρίου / καλίου σε κυτταρικές μεμβράνες, οι οποίες είναι ιδιαίτερα άφθονα σε καρδιακά κύτταρα, έτσι ώστε η πρόσληψη φυτά με αυτά τα δευτερογενή ενώσεις έχουν άμεσες επιδράσεις στην καρδιά? εξ ου και το όνομά του.

Κυανογενείς γλυκοσίδες

Είναι χημικά καθορισμένα ως γλυκοζίτες α-υδροξυ νιτριλίων, τα οποία προέρχονται από ενώσεις αμινοξέων. Είναι παρόντα σε είδη αγγειόσπερμου της οικογένειας Rosaceae, ιδιαίτερα σε είδη του γένους Prunus, καθώς και στην οικογένεια Poaceae και άλλα..

Έχει διαπιστωθεί ότι αυτά αποτελούν μέρος των τοξικών ενώσεων που χαρακτηρίζουν ορισμένες ποικιλίες του Manihot esculenta, γνωστές στη Νότια Αμερική ως μανιόκα, γιούκα ή μανιόκα. Παρομοίως, είναι άφθονοι σε σπόρους μήλων και σε ξηρούς καρπούς όπως αμύγδαλα.

Η υδρόλυση αυτών των δευτερογενών μεταβολιτών έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή υδροκυανικού οξέος. Όταν η υδρόλυση είναι ενζυματική, τα τμήματα γλυκόνης και αγλυκόνης διαχωρίζονται, τα οποία μπορούν να ταξινομηθούν ως αλειφατικά ή αρωματικά..

Το τμήμα γλυκόνη κυανογόνοι γλυκοζίτες είναι τυπικά D-γλυκόζη, αλλά έχει επίσης gentobiose, primeverosa και άλλα, ως επί το πλείστον συνδέονται με β-γλυκοζιτικών.

Η κατανάλωση φυτών με κυανόγονες γλυκοσίδες μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις, μεταξύ των οποίων είναι και η παρέμβαση στη χρήση ιωδίου, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τον υποθυρεοειδισμό.

Γλυκοσινολικά

Η βάση της δομής της αγλυκόνης αποτελείται από αμινοξέα που περιέχουν θείο, έτσι ώστε να μπορούν επίσης να ονομάζονται θειογλυκοσίδες. Η κύρια οικογένεια φυτών που σχετίζεται με την παραγωγή γλυκοσινολικών είναι η οικογένεια Brassicaceae.

Μεταξύ των αρνητικών επιπτώσεων οργανισμούς καταπιούν αυτά τα φυτά είναι η ηπατική βιοενεργοποίηση των περιβαλλοντικών προκαρκινογόνα, ένα προϊόν πολύπλοκων επιπτώσεις στην ισομορφών του κυτοχρώματος P450. Επιπλέον, αυτές οι ενώσεις μπορούν να ερεθίσουν το δέρμα και να προκαλέσουν υποθυρεοειδισμό και ουρική αρθρίτιδα.

Σαπωνίνες

Πολλές "ενώσεις που σχηματίζουν σαπούνια" είναι γλυκοσίδες. Το τμήμα αγλυκόνης των γλυκοσιδικών σαπωνινών αποτελείται από πεντακυκλικά τριτερπενοειδή ή τετρακυκλικά στεροειδή. Είναι δομικά ετερογενείς, αλλά έχουν κοινά λειτουργικά χαρακτηριστικά.

Στη δομή του, διαθέτει εξαιρετικά υδρόφιλα τμήματα γλυκίνης και ισχυρά υδρόφοβες περιοχές αγλυκονίου, οι οποίες τους παρέχουν γαλακτωματοποιητικές ιδιότητες, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως απορρυπαντικά.

Οι σαπωνίνες είναι παρούσες σε ένα ευρύ φάσμα φυτικών οικογενειών, μεταξύ των οποίων συγκαταλέγονται τα είδη που ανήκουν στην οικογένεια Liliaceae, όπως στο παράδειγμα του είδους Narthecium ossifragum.

Ανθρακινόνη γλυκοσίδες

Είναι λιγότερο συχνές στο φυτικό βασίλειο από ό, τι οι άλλοι γλυκοζίτες που αναφέρθηκαν παραπάνω. Είναι παρόντες στο Rumex crispus και στα είδη του γένους Rheum. Η επίδραση της κατάποσής του αντιστοιχεί σε υπερβολική έκκριση νερού και ηλεκτρολυτών που συνοδεύονται από περισταλτική στο κόλον.

Φλαβονοειδή και προ-ανθοκυανίνες

Πολλά φλαβονοειδή και τα ολιγομερή τους, προ-ανθοκυανίνες, εμφανίζονται ως γλυκοσίδες. Αυτές οι χρωστικές είναι πολύ κοινές σε μεγάλο μέρος του φυτικού βασιλείου, με εξαίρεση τα φύκια, τους μύκητες και ορισμένες ανθοκυανίνες.

μπορούν να υπάρχουν στη φύση ως C- ή Ο-γλυκοζίτες, ανάλογα με τη φύση του γλυκοσιδικού δεσμού μεταξύ του γλυκόνη απαντώμενες και algicona περιοχές, έτσι ώστε κάποια είναι πιο ανθεκτικά σε άλλους χημικής υδρόλυσης.

Η δομή αγλυκόνης των φλαβονοειδών C-γλυκοσιδίου αντιστοιχεί σε τρεις δακτυλίους με κάποια φαινολική ομάδα που τους παρέχει τα χαρακτηριστικά των αντιοξειδωτικών. Ζάχαρη περιοχή σύνδεσης με την ομάδα αγλυκόνης συμβαίνει μέσω δεσμών άνθρακα-άνθρακα μεταξύ του ανωμερικού άνθρακα του σακχάρου και C6 ή C8 αρωματικό πυρήνα φλαβονοειδές άνθρακα.

Αναφορές

  1. Conn, Ε. Ε. (1979). Βιοσύνθεση κυανογόνων γλυκοσιδίων. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
  2. Forslund, Κ., Morant, Μ., Jørgensen, Β., Olsen, C.E., Asamizu, Ε., & Sato, S. (2004). Βιοσύνθεση των Γλυκοζιτών του Νιτριλίου Ροδιοκυανοσίδης Α και D και των Κυανογόνων Γλυκοζιτών Λοταουστραλίνης και Λιναμαρίνης σε Lotus japonicus. Plant Physiology, 135 (Μάιος), 71-84.
  3. Markham, Κ. R. (1989). Μέθοδοι Βιοχημείας Φυτών. 6. Φλαβόνες, φλαβονόλες και οι γλυκοσίδες τους (τόμος 1). ACADEMIC PRESS LIMITED. Ανακτήθηκε από το www.dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-461011-8.50012-3
  4. Peng, L., Peng, L., Kawagoe, Υ., Hogan, Ρ. & Delmer, D. (2002). Β-γλυκοσίδη σιτοστερόλης ως αρχικό σκεύασμα για σύνθεση κυτταρίνης σε φυτά. Science, 295, 147-150.
  5. Richman, Α., Swanson, Α., Humphrey, Τ., Chapman, R., Mcgarvey, Β., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Η λειτουργική γονιδιωματική αποκαλύπτει τρεις γλυκοσυλοτρανσφεράσες που εμπλέκονται στη σύνθεση των κυριότερων γλυκοσιδών γλυκοζίτη της Stevia rebaudiana. The Plant Journal, 41, 56-67.
  6. Swain, Τ. (1963). Χημική ταξινόμηση των φυτών. Λονδίνο: Ακαδημαϊκός Τύπος.
  7. van Rantwijk, F., Oosterom, Μ. W. & Sheldon, R. Α. (1999). Καταλυόμενη από γλυκοσιδάση σύνθεση αλκυλο γλυκοσιδίων. Journal of Molecular Catalysis Β: Enzymatic, 6, 511-532.
  8. Vetter, J. (2000). Φυτικά κυανογόνα γλυκοσίδια. Toxicon, 38, 11-36.
  9. Wolfenden, R., Lu, Χ., & Young, G. (1998). Αυθόρμητη υδρόλυση των γλυκοσίδων. J. Am., Chem Soc., 120, 6814-6815.