Glükosiidide moodustumine, funktsioon ja tüübid / rühmad



The glükosiidid on taimede sekundaarsed metaboliidid, mis on seotud glükosiidsidemetega mono- või oligosahhariididega, st nad on glükosüülitud metaboliidid. Nad kuuluvad glükosiidide keemilisse perekonda, mis hõlmab kõiki suhkrusisaldusega seotud keemilisi ühendeid.

Glükosiidimolekuli tüüpilises struktuuris tuvastatakse kaks piirkonda: algikoon ja glükoon. Sahhariidijäägi moodustunud piirkonda nimetatakse glükooniks ja mitte-sahhariidmolekulile vastav piirkond on tuntud kui aglükoonrühm..

Tavaliselt kasutatakse terminit "glükosiid", et viidata asjaolule, et nende ühendite hüdrolüüsi ajal vabanevad glükoosimolekulid, kuid sama molekuli perekonna liikmetel on muud tüüpi suhkruid nagu ramnoos, galaktoos. või mannoos, muu hulgas.

Glükosiidide nomenklatuur tähistab tavaliselt nende aglükooni piirkonna olemust. Need nimed, millel on lõpp "-ina", on reserveeritud lämmastikuühenditele, samas kui alkaloidid nimetatakse sufiksiga "-osido"..

Need sufiksid kaasnevad sageli botaanilise päritoluga ladinakeelse nime juurega, kus molekule esimest korda kirjeldatakse ja tavaliselt lisatakse eesliide "glükoos"..

Glükonaadi ja aglükooniosade vaheline glükosiidne side võib esineda kahe süsinikuaatomi (C-glükosiidide) või hapniku aatomite (O-glükosiidid) vahel, mille juures nende stabiilsus sõltub keemilisest või ensümaatilisest hüdrolüüsist..

Glükosiidide suhteline arvukus angiospermides on palju suurem kui gümnaasiumides ja on näidatud, et monotsüütide ja dikotide puhul ei ole mõnede eranditega leitud suurt erinevust leitud glükosiidide koguses ja tüüpides..

On oluline rõhutada selle ühendite rühma suurt mitmekesisust ja heterogeensust, kuna igaühe identiteet sõltub aglükooniosast, mis on väga varieeruv.

Indeks

  • 1 Koolitus
  • 2 Funktsioon
  • 3 tüübid / rühmad
    • 3.1 Südame glükosiidid
    • 3.2 Tsüanogeensed glükosiidid
    • 3.3 Glükosinolaadid
    • 3.4 Saponiinid
    • 3.5 Antrakinoonglükosiidid
    • 3.6 Flavonoidid ja pro-antotsüaniinid
  • 4 Viited

Koolitus

Glükosiidühendite (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) biosüntees või moodustumine taimedes sõltub vaadeldava glükoosi tüübist ja taimedes sõltuvad nende biosünteesi määrad sageli tingimustest. keskkonnale.

Tsüanogeennsed glükosiidid, näiteks sünteesitakse eelaminohapete, sealhulgas L-türosiini, L-valiin, L-isoleutsiin ja L-fenüülalaniin. Aminohappeid hüdroksüüluda moodustamaks N-hüdroksüül aminohappeid, mis muudetakse seejärel aldoximes, mis seejärel muundatakse nitriilid.

Nitriilid hüdroksüülitakse, saades a-hüdroksünitriilid, mida saab glükosüülida, moodustades vastava tsüanogeense glükosiidi. Sellesse biosünteetilisse rada on kaasatud kaks multifunktsionaalset tsütokroomi, mida tuntakse kui P450 ja glükosüültransferaasi ensüüme.

Enamasti biosünteesiradadel hõlmab osalust glükosiid glükosüültransferaasiga ensüüme, mis on võimelised selektiivselt kandes sahhariidjääkide vahepealsest aktiveeriti UDP molekuli vastavateks aglükoonist portsjonina.

Kanna aktiveeritud suhkrud, nagu UDP-glükoosi, et osa aglükoonist aktseptor aitab stabiliseerida ja lahustamiseks Flat metaboliitide lõplikud tootmise etappe sekundaarsete metaboliitide marsruute.

Seega on need glükosüültransferaaside ensüümid, mis vastutavad glükosiidide suure mitmekesisuse eest taimedes ja seetõttu on neid põhjalikult uuritud.

On olemas mõned in vitro sünteesimeetodid taimsete glükosiidi derivaatide saamiseks, mis hõlmavad pöördhüdrolüüsi süsteeme või ühendite trans-glükosüülimist.

Funktsioon

Taimedes on näiteks flavonoidglükosiidide üks peamisi funktsioone seotud kaitsega ultraviolettvalguse, putukate ja seente, viiruste ja bakterite vastu. Nad on antioksüdandid, tolmeldajad ja taimehormoonide kontrollerid.

Flavonoidglükosiidide muudeks funktsioonideks on Rhizobium perekonna bakteriliikide tekke stimuleerimine. Nad võivad osaleda ensümaatilistes inhibeerimisprotsessides ja allelopaatiliste ainetena. Seega pakuvad nad ka keemilist kaitset barbivooride vastu.

Paljud glükosiidid, kui hüdrolüüsitakse, genereerib glükoosijääkide mida saab kasutada taimede poolt kui metaboolne substraati energia tootmiseks või moodustamise ühendite struktuursete tähtsust rakkudes.

Antropoorselt öeldes on nende ühendite funktsioon väga mitmekesine, kuna mõningaid neist kasutatakse toiduainetööstuses, teised aga kasutatakse farmaatsiatööstuses ravimite väljatöötamiseks hüpertensiooni, vereringehäirete, vähivastaste ainete jne raviks..

Tüübid / rühmad

Glükosiidide klassifikatsiooni võib leida kirjanduses, mis põhineb mitte-sahhariidide osadel (aglükoonidel) või nende botaanilisel päritolul. Järgnev on aglicona osas põhinev klassifikatsiooni vorm.

Peamised glükosiidrühmad vastavad südame glükosiididele, tsüanogeensetele glükosiididele, glükosinolaatidele, saponiinidele ja antrakinoonglükosiididele. Mõned flavonoidid esinevad tavaliselt ka glükosiididena.

Südame glükosiidid

Need molekulid koosnevad tavaliselt molekulist (aglükooni piirkond), mille struktuur on steroidne. Nad esinevad Scrophulariaceae perekonna taimedes, eriti Digitalis purpureas, samuti Convallariaceae perekonnas, kus klassikaline näide on Convallaria majalis..

Seda tüüpi glükosiidil on negatiivne toime naatriumi / kaaliumi ATPaasi pumpadele rakumembraanides, mis on eriti rikkad südame rakkudes, seega on taimede omastamine nende teiseste ühenditega otsene mõju südamele; sellest tulenevalt tema nimi.

Tsüanogeensed glükosiidid

Need on keemiliselt määratletud kui a-hüdroksünitriilide glükosiidid, mis on saadud aminohappeühenditest. Nad esinevad Rosaceae sugukonda kuuluvates liikides, eriti perekonnas Prunus, samuti Poaceae perekonnas ja teistes..

On kindlaks tehtud, et need on osa mürgistest ühenditest, mis on iseloomulikud mõnele Manihot esculenta sordile, mida tuntakse paremini Lõuna-Ameerikas kui manioki, yucca või kassava. Samamoodi on need rohkesti õunaseemnetes ja pähklites nagu mandlid.

Nende sekundaarsete metaboliitide hüdrolüüs põhjustab vesiniktsüaniidhappe tootmist. Kui hüdrolüüs on ensümaatiline, eraldatakse glükoon- ja aglükooniosad, kusjuures viimane on võimalik liigitada alifaatseks või aromaatseks..

Glycone portsjoni tsüanogeennsed glükosiidid on tüüpiliselt D-glükoosi, kuid on ka gentobiose, primeverosa ja muud, enamasti seotud β-glükosiidsideme.

Tsüanogeensete glükosiididega taimede tarbimine võib avaldada negatiivset mõju, milleks on sekkumine joodi kasutamisse, mille tulemuseks on hüpotüreoidism..

Glükosinolaadid

Selle aglükoonstruktuuri aluseks on väävlit sisaldavad aminohapped, seega võib neid nimetada ka tioglükosiidideks. Glükoosinolaatide tootmisega seotud peamine taimede perekond on Brassicaceae perekond.

Neid taimi neelavate organismide negatiivsete mõjude hulgas on keskkonnaprokarcinogeenide maksa bioaktivatsioon, mis on tsütokroom P450 isovormide keerulise toime tulemus. Lisaks võivad need ühendid ärritada nahka ja põhjustada hüpotüreoidismi ja podagra.

Saponiinid

Paljud "seebi moodustavad" ühendid on glükosiidid. Glükosiidsete saponiinide aglükooniosa koosneb pentatsüklilistest triterpenoididest või tetratsüklilistest steroididest. Need on struktuuriliselt heterogeensed, kuid neil on ühised funktsionaalsed omadused.

Selle struktuuris on väga hüdrofiilsed glütsiiniosad ja tugevalt hüdrofoobsed aglükooni piirkonnad, mis annavad neile emulgeerivad omadused, nii et neid saab kasutada detergentidena..

Saponiinid esinevad paljudes taime perekondades, sealhulgas Liliaceae sugukonda kuuluvad liigid, näiteks Narthecium ossifragum..

Antrakinoonglükosiidid

Nad on taime riigis vähem levinud kui teised eespool nimetatud glükosiidid. Nad esinevad Rumex crispus ja perekonna Rheum liikides. Selle allaneelamise mõju vastab vee ja elektrolüütide liialdatud sekretsioonile, millega kaasneb käärsoole peristaltika..

Flavonoidid ja pro-antotsüaniinid

Paljud flavonoidid ja nende oligomeerid, pro-antotsüaniinid, esinevad glükosiididena. Need pigmendid on väga levinud paljudes taimsetes riikides, välja arvatud vetikad, seened ja mõned antotsüaniinid..

võivad eksisteerida looduses C- või O-glükosiide, sõltuvalt milline on glükosiidsideme vahel glycone esinevate ja algicona piirkondades, nii et mõned on vastupidavad keemilisele hüdrolüüs teised.

C-glükosiidi flavonoidide aglükoonstruktuur vastab kolmele rõngale, millel on mõned fenoolsed rühmad, mis annavad neile antioksüdantidele iseloomuliku. Sahhariidrühma seostumine aglükooni piirkonnaga toimub süsinik-süsinik sidemete kaudu suhkru anomeerse süsiniku ja flavonoidi aromaatse tuuma C6 või C8 süsiniku vahel..

Viited

  1. Conn, E. E. (1979). Tsüanogeensete glükosiidide biosüntees. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
  2. Forslund, K., MORANT, M., Jørgenseniä B., Olsen, C. E., Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Biosüntees Nitriilbutadieenkummi glükosiide Rhodiocyanoside A ja D ning tsüanogeennsed glükosiide Lotaustralin ja linamarin Lotus japonicus. Taimefüsioloogia 135 (mai), 71-84.
  3. Markham, K. R. (1989). Taimede biokeemia meetodid. 6. Flavoonid, flavonoolid ja nende glükosiidid (Vol. 1). ACADEMIC PRESS LIMITED. Välja otsitud aadressilt www.dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-461011-8.50012-3
  4. Peng, L., Peng, L., Kawagoe, Y., Hogan, P. ja Delmer, D. (2002). Sitosterooli B-glükosiid nagu praimer tselluloosi sünteesiks taimedes. Science, 295, 147-150.
  5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T. Chapman, R., McGarvey, B., Pocs, R. & BRÄNDLE, J. (2005). Funktsionaalne genoomika paljastab kolm glükosüültransferaasid sünteesis osalevate parimaid magus glükosiide Stevia rebaudiana. Taimetoodangu Teataja, 41, 56-67.
  6. Swain, T. (1963). Keemilise taime taksonoomia. London: Academic Press.
  7. van Rantwijk, F., Oosterom, M. W. & Sheldon, R. A. (1999). Alküülglükosiidide glükosidaas-katalüüsitud süntees. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6, 511-532.
  8. Vetter, J. (2000). Taimede tsüanogeensed glükosiidid. Toxicon, 38, 11-36.
  9. Wolfenden, R., Lu, X. & Young, G. (1998). Glükosiidide spontaanne hüdrolüüs. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.