GLYKOSIDER: BILDNING, FUNKTION OCH TYPER / GRUPPER - BIOLOGI - 2025

De glykosider är metaboliter sido växter som är bundna till mono- eller oligosackarider genom glykosidbindningar, vilka är metaboliter är glykosylerade. De tillhör den kemiska familjen glykosider, som inkluderar alla kemiska föreningar bundna till sockerrester.

I den typiska strukturen för en glykosidmolekyl erkänns två regioner: algikon och glykon. Området som består av sackaridresten kallas glycon och regionen som motsvarar den icke-sackaridmolekylen är känd som aglykondelen.

Strukturen av en glykosid (Källa: Yikrazuul via Wikimedia Commons)

Vanligtvis används uttrycket "glukosid" för att hänvisa till det faktum att glukosmolekyler frigörs under hydrolysen av dessa föreningar, men medlemmar i samma familj av molekyler har rester av andra typer av socker såsom rhamnos, galaktos eller mannose, bland andra.

Nomenklaturen för glykosider anger typiskt arten av deras aglykonregion. De namnen med slutet "-ina" är reserverade för kvävehaltiga föreningar, medan alkaloider benämns med suffixet "-ósido".

Dessa suffix följer ofta roten till det latinska namnet på det botaniska ursprunget där molekylerna beskrivs för första gången och prefixet "gluco-" läggs vanligtvis till.

Glykosidbindningen mellan glycon- och aglykondelarna kan uppstå mellan två kolatomer (C-glukosider) eller syreatomer (O-glukosider) kan delta, på vilka deras stabilitet mot kemisk eller enzymatisk hydrolys kommer att bero.

Det relativa överflödet av glykosider i angiospermer är mycket högre än i gymnospermer och det har visats att med avseende på monocots och dicots, med några undantag, det inte finns någon stor skillnad i mängden och typerna av glykosider som finns.

Det är viktigt att betona den stora mångfalden och heterogeniteten hos denna grupp av föreningar, eftersom identiteten för var och en kommer att bero på aglykondelen, som är mycket varierande.

Träning

Biosyntesen eller bildningen av glykosidföreningar (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) i växter beror på typen av glykosid som beaktas, och i växter beror deras biosynteshastigheter ofta på förhållanden. miljö-

Cyanogena glykosider, till exempel, syntetiseras från aminosyraprekursorer, inklusive L-tyrosin, L-valin, L-isoleucin och L-fenylalanin. Aminosyror hydroxyleras för att bilda N-hydroxylaminosyror som sedan omvandlas till aldoximer, som sedan omvandlas till nitriler.

Nitriler hydroxyleras för bildning av a-hydroxynitriler, som kan glykosyleras för att bilda motsvarande cyanogen glukosid. Två multifunktionella cytokromer kända som P450 och glykosyltransferasenzymer är involverade i denna biosyntetiska väg.

För det mesta involverar de biosyntetiska vägarna för glykosider deltagande av glykosyltransferasenzymer, som är kapabla att selektivt överföra kolhydratrester från en mellanprodukt aktiverad av en UDP-molekyl, till motsvarande aglykondel.

Överföringen av aktiverade sockerarter, såsom UDP-glukos, till en acceptoraglykondel hjälper till att stabilisera, avgifta och solubilisera metaboliter i de sista stegen i sekundära metabolitproducerande vägar.

Sålunda ansvarar glykosyltransferas-enzymerna för den stora variationen av glykosider i växter och av denna anledning har de studerats omfattande.

Det finns några in vitro-syntetiska metoder för att erhålla glykosidderivat av växter som innefattar omvänd hydrolys eller transglykosylering av föreningar.

Fungera

I växter har till exempel en av huvudfunktionerna för flavonoidglykosider att göra med skydd mot ultraviolett ljus, mot insekter och mot svampar, virus och bakterier. De fungerar som antioxidanter, pollinerande attraherande medel och växthormonreglerare.

Andra funktioner av flavonoidglykosider inkluderar stimulering av nodulproduktion av bakteriearter av släktet Rhizobium. De kan delta i enzymhämningsprocesser och som allelopatiska medel. Således tillhandahåller de också en kemisk försvarsbarriär mot växtätare.

Många glykosider genererar, när de hydrolyseras, glukosrester som kan användas av växter som ett metaboliskt substrat för energiproduktion eller till och med för bildning av strukturellt viktiga föreningar i celler.

Antropocentriskt sett är funktionen hos dessa föreningar mycket varierande eftersom vissa används i livsmedelsindustrin, medan andra används inom läkemedelsindustrin för att utforma läkemedel för behandling av hypertoni, cirkulationsstörningar, läkemedel mot cancer

Typer / grupper

Klassificeringen av glykosider kan hittas i litteraturen baserad på icke-sackaridpartierna (aglykoner) eller på botaniskt ursprung för dessa. Följande är en form av klassificering baserad på aglycondelen.

Huvudgrupperna av glykosider motsvarar hjärtglykosiderna, de cyanogena glykosiderna, glukosinolaterna, saponinerna och antrakinonglykosiderna. Vissa flavonoider förekommer också ofta som glykosider.

Hjärtglykosider

Dessa molekyler består vanligtvis av en molekyl (aglykonregion) vars struktur är steroid. De finns i växter från familjen Scrophulariaceae, särskilt i Digitalis purpurea, såväl som i familjen Convallariaceae med Convallaria majalis som ett klassiskt exempel.

Denna typ av glykosid har en negativ hämmande effekt på natrium- / kalium-ATPas-pumparna i cellmembran, som är särskilt rikligt i hjärtceller, så intag av växter med dessa sekundära föreningar har direkta effekter på hjärtat; därmed dess namn.

Cyanogena glykosider

De definieras kemiskt som a-hydroxi-nitrilglykosider, som härrör från aminosyraföreningar. De finns i angiospermarter av Rosaceae-familjen, särskilt i arter av släktet Prunus, såväl som i Poaceae-familjen och andra.

Det har fastställts att dessa är en del av de karakteristiska giftiga föreningarna av vissa sorter av Manihot esculenta, bättre känd i Sydamerika som kassava, yucca eller kassava. På samma sätt finns de rikligt med äppelfrön och i nötter som mandlar.

Hydrolysen av dessa sekundära metaboliter slutar i produktionen av hydrocyansyra. När hydrolysen är enzymatisk, separeras glykon- och aglykondelarna, varvid de senare kan klassificeras som alifatiska eller aromatiska.

Glykondelen av cyanogena glykosider är typiskt D-glukos, även om gentobiose, primeveros och andra också har setts, mestadels kopplade av p-glukosidiska bindningar.

Förbrukande växter med cyanogena glykosider kan ha negativa effekter, inklusive störning av jodanvändning, vilket kan leda till hypotyreos.

glukosinolater

Basen för dess aglykonkonstruktion består av aminosyror som innehåller svavel, varför de också kan kallas tioglykosider. Huvudväxtfamiljen förknippad med produktionen av glukosinolater är familjen Brassicaceae.

Bland de negativa effekterna för organismerna som äter dessa växter är bioaktivering i levern av prokarcinogener i miljön, som är produkten av komplexa effekter på isoformer av cytokrom P450. Dessutom kan dessa föreningar irritera huden och inducera hypotyreos och gikt.

saponiner

Många "tvålbildande" föreningar är glykosider. Aglykondelen av de glykosidiska saponinerna består av pentacykliska triterpenoider eller tetracykliska steroider. De är strukturellt heterogena, men har gemensamma funktionella egenskaper.

I sin struktur har de starkt hydrofila glykondelar och starkt hydrofoba aglykonregioner, som ger emulgerande egenskaper, så att de kan användas som rengöringsmedel.

Saponiner finns i ett brett spektrum av växtfamiljer, bland vilka är de arter som tillhör familjen Liliaceae, exempel på Narthecium ossifragum.

Antrakinonglykosider

De är mindre vanliga i planteriket jämfört med de andra glykosiderna som nämns ovan. De finns i Rumex crispus och arter av släktet Rheum. Effekten av dess intag motsvarar en överdriven utsöndring av vatten och elektrolyter åtföljd av peristaltis i tjocktarmen.

Flavonoider och pro-antocyaniner

Många flavonoider och deras oligomerer, pro-antocyaniner, förekommer som glykosider. Dessa pigment är mycket vanliga i stora delar av växteriket, med undantag för alger, svampar och vissa hornworts.

De kan existera i naturen som C- eller O-glukosider, beroende på arten av den glykosidiska bindningen som förekommer mellan glycon- och algikonregionerna, så vissa är mer resistenta mot kemisk hydrolys än andra.

Aglykonstrukturen för C-glukosidflavonoiderna motsvarar tre ringar med någon fenolgrupp som ger dem kännetecknet av antioxidanter. Sammankopplingen av sackaridgruppen till aglykonområdet sker genom kol-kolbindningar mellan det anomera kolet i sockret och C6 eller C8-kolet i den aromatiska kärnan i flavonoid.

referenser

1. Conn, EE (1979). Biosyntes av cyanogena glykosider. Naturwissenschaften, 66, 28–34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, CE, Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Biosyntes av nitrilglukosiderna Rhodiocyanoside A och D och de cyanogena glukosiderna Lotaustralin och Linamarin i Lotus japonicus. Växtfysiologi, 135 (maj), 71–84.
3. Markham, KR (1989). Metoder i växtbiokemi. 6. Flavoner, Flavonoler och deras glykosider (vol. 1). ACADEMIC PRESS LIMITED. Hämtad från 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 grund för cellulosasyntes i växter. Science, 295, 147-150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Funktionell genomik avslöjar tre glukosyltransferaser involverade i syntesen av de viktigaste söta glukosiderna från Stevia rebaudiana. The Plant Journal, 41, 56–67.
6. Swain, T. (1963). Kemisk växttaxonomi. London: Academic Press.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, MW, & Sheldon, RA (1999). Glykosidas-katalyserad syntes av alkylglykosider. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6, 511–532.
8. Vetter, J. (2000). Plantera cyanogena glykosider. Toxicon, 38, 11–36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Spontan hydrolys av glykosider. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.