GLIKOZIDAI: SUSIDARYMAS, FUNKCIJA IR TIPAI / GRUPĖS - BIOLOGIJA - 2025

Kad glikozidai yra metabolitai šalutinis augalai, kurie yra surišti, kad mono- arba oligosacharidai glikozidiniais ryšiais, kurie metabolitai yra glikozilinti. Jie priklauso glikozidų cheminei šeimai, kuriai priklauso visi cheminiai junginiai, prijungti prie saldžių liekanų.

Tipinėje glikozido molekulės struktūroje atpažįstami du regionai: algikonas ir glikonas. Regionas, sudarytas iš sacharido liekanos, yra vadinamas glikonu, o sritis, kuri atitinka ne sacharido molekulę, yra žinoma kaip aglikono dalis.

Glikozido struktūra (Šaltinis: Yikrazuul per Wikimedia Commons)

Paprastai terminas „gliukozidas“ vartojamas norint reikšti, kad šių junginių hidrolizės metu išsiskiria gliukozės molekulės, tačiau tos pačios molekulės šeimos nariai turi ir kitų rūšių cukrų, tokių kaip ramnozė, galaktozė, liekanas. arba mannozė, be kitų.

Glikozidų nomenklatūra paprastai nurodo jų aglikonų srities pobūdį. Šie pavadinimai, turintys galūnę „-ina“, yra skirti azotiniams junginiams, o alkaloidai pavadinti priesaga „-ósido“.

Šios priesagos dažnai pridedamos prie lotyniškos kilmės botaninės kilmės šaknies, kur molekulės aprašomos pirmą kartą ir paprastai pridedamas priešdėlis „gliuko-“.

Glikozidinis ryšys tarp glikono ir aglikono dalių gali įvykti tarp dviejų anglies atomų (C-glikozidai) arba deguonies atomų (O-glikozidai), nuo kurių priklausys jų stabilumas prieš cheminę ar fermentinę hidrolizę.

Santykinis glikozidų gausumas angipermedžiuose yra daug didesnis nei gimnastikos peripetijose ir buvo įrodyta, kad monokotams ir dikotams, išskyrus kai kurias išimtis, rastais glikozidų kiekiu ir tipu skirtumas nėra didelis.

Svarbu pabrėžti didelę šios junginių grupės įvairovę ir heterogeniškumą, nes kiekvieno jų tapatumas priklausys nuo aglikono dalies, kuri yra labai kintama.

Mokymai

Glikozidinių junginių (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan ir Delmer, 2002) biosintezė arba susidarymas augaluose priklauso nuo nagrinėjamo glikozido tipo, o augaluose jų biosintezės greitis dažnai priklauso nuo sąlygų. aplinkos

Cianogeniniai glikozidai, pavyzdžiui, yra sintetinami iš aminorūgščių pirmtakų, įskaitant L-tiroziną, L-valiną, L-izoleuciną ir L-fenilalaniną. Aminorūgštys hidroksilinamos, kad susidarytų N-hidroksilo amino rūgštys, kurios vėliau virsta aldoksimidais, kurie vėliau virsta nitriliais.

Nitrilai yra hidroksilinami, kad susidarytų α-hidroksinitrilai, kurie gali būti glikozilinti ir sudaryti atitinkamą cianogeninį gliukozidą. Šiame biosintetiniame kelyje dalyvauja du daugiafunkciniai citochromai, žinomi kaip P450, ir glikoziltransferazės fermentai.

Dažniausiai biosintetiniai glikozidų keliai yra susiję su glikoziltransferazės fermentais, kurie geba selektyviai perkelti angliavandenių liekanas iš tarpinio junginio, kurį aktyvina UDP molekulė, į atitinkamą aglikono dalį.

Aktyvuotų cukrų, tokių kaip UDP-gliukozė, pernešimas į akceptorinį aglikono fragmentą padeda stabilizuoti, detoksikuoti ir tirpinti metabolitus paskutinėse antrinių metabolitų gamybos būdų stadijose.

Taigi, glikoziltransferazės fermentai yra atsakingi už didelę glikozidų įvairovę augaluose ir dėl šios priežasties jie buvo išsamiai ištirti.

Yra keletas sintetinių metodų in vitro augalų glikozidų dariniams gauti, kurie apima atvirkštinę hidrolizę arba junginių transglikozilinimą.

Funkcija

Pavyzdžiui, augaluose viena pagrindinių flavonoidinių glikozidų funkcijų yra susijusi su apsauga nuo ultravioletinės šviesos, nuo vabzdžių ir nuo grybelių, virusų bei bakterijų. Jie tarnauja kaip antioksidantai, apdulkintojų atraktantai ir augalų hormonų kontrolieriai.

Kitos flavonoidinių glikozidų funkcijos apima mazgelių gamybos stimuliavimą Rhizobium genties bakterijų rūšimis. Jie gali dalyvauti fermentų slopinimo procesuose ir kaip allelopatiniai agentai. Taigi jie taip pat sukuria cheminės gynybos barjerą nuo žolėdžių.

Daugelis glikozidų, hidrolizuodamiesi, sukuria gliukozės likučius, kuriuos augalai gali naudoti kaip metabolinį substratą energijos gamybai ar net struktūriškai svarbių junginių formavimui ląstelėse.

Antropocentriškai kalbant, šių junginių funkcijos yra labai įvairios, nes kai kurie naudojami maisto pramonėje, kiti naudojami farmacijos pramonėje kuriant vaistus hipertonijai, kraujotakos sutrikimams gydyti, priešvėžiniams preparatams ir kt.

Tipai / grupės

Glikozidų klasifikaciją literatūroje galima rasti remiantis ne sacharidų porcijomis (aglikonais) arba botanine jų kilme. Toliau pateikiama klasifikavimo pagal aglikono dalį rūšis.

Pagrindinės glikozidų grupės yra širdies glikozidai, cianogeniniai glikozidai, gliukozinolatai, saponinai ir antrachinono glikozidai. Kai kurie flavonoidai taip pat dažniausiai būna kaip glikozidai.

Širdies glikozidai

Paprastai šias molekules sudaro molekulė (aglikono sritis), kurios struktūra yra steroidinė. Jų yra Scrophulariaceae šeimos augaluose, ypač Digitalis purpurea, taip pat Convallariaceae šeimoje, kurio klasikinis pavyzdys yra Convallaria majalis.

Šis glikozido tipas neigiamai slopina natrio / kalio ATPazės pompas ląstelių membranose, kurių ypač gausu širdies ląstelėse, todėl augalų nurijimas šiais antriniais junginiais turi tiesioginį poveikį širdžiai; taigi jos pavadinimas.

Cianogeniniai glikozidai

Jie chemiškai apibūdinami kaip α-hidroksi-nitrilo glikozidai, gaunami iš aminorūgščių junginių. Jų yra Rosaceae šeimos angiospermose, ypač Prunus genties rūšyse, taip pat Poaceae šeimoje ir kitose.

Nustatyta, kad tai yra būdingi tam tikrų Manihot esculenta veislių toksiški junginiai, geriau žinomi Pietų Amerikoje kaip cassava, yucca arba cassava. Taip pat jų gausu obuolių sėklose ir riešutuose, pavyzdžiui, migdoluose.

Šių antrinių metabolitų hidrolizė baigiasi vandenilio cianido rūgšties susidarymu. Kai hidrolizė yra fermentinė, glikono ir aglikono dalys yra atskirtos, pastarąsias galima klasifikuoti kaip alifatines arba aromatines.

Cianogeninių glikozidų glikono dalis paprastai yra D-gliukozė, nors taip pat buvo pastebėta gentobiozė, primeverozė ir kitos, dažniausiai susietos β-gliukozidiniais ryšiais.

Augalai, vartojantys cianogeninius glikozidus, gali turėti neigiamos įtakos, įskaitant jodo vartojimo trukdymą, sukeldami hipotiroidizmą.

Gliukozinolatai

Jos aglikono struktūros pagrindą sudaro sieros turinčios aminorūgštys, todėl jos taip pat galėtų būti vadinamos tioglikozidais. Pagrindinė augalų, susijusių su gliukozinolatų gamyba, šeima yra Brassicaceae šeima.

Tarp neigiamų padarinių organizmams, kurie praryja šiuos augalus, yra aplinkos prokarcinogenų biologinis aktyvinimas kepenyse, kuris yra sudėtinio poveikio citochromo P450 izoformoms rezultatas. Be to, šie junginiai gali dirginti odą ir sukelti hipotiroidizmą bei podagrą.

Saponinai

Daugelis „muilą formuojančių“ junginių yra glikozidai. Glikozidinių saponinų aglikoninę dalį sudaro pentacikliniai triterpenoidai arba tetracikliniai steroidai. Jie yra struktūriškai nevienalyčiai, tačiau pasižymi bendromis funkcinėmis savybėmis.

Savo struktūra jie pasižymi labai hidrofilinėmis glikonų dalimis ir stipriai hidrofobinėmis aglikonų sritimis, kurios suteikia emulsines savybes, todėl gali būti naudojamos kaip plovikliai.

Saponinų yra daugelyje augalų šeimų, tarp kurių yra Liliaceae šeimai priklausančios rūšys, pavyzdžiui, Narthecium ossifragum rūšys.

Antrachinono glikozidai

Augalų karalystėje jie yra mažiau paplitę, palyginti su kitais aukščiau paminėtais glikozidais. Jų yra Rumex crispus ir Rheum genties rūšyse. Jo prarijus poveikis yra susijęs su perdėtu vandens ir elektrolitų sekretu, kurį lydi peristaltika dvitaškyje.

Flavonoidai ir proantocianinai

Daugelis flavonoidų ir jų oligomerų, pro-antocianinų, atsiranda kaip glikozidai. Šie pigmentai yra labai paplitę daugelyje augalų karalystės, išskyrus dumblius, grybelius ir kai kuriuos raguočius.

Natūraliai jie gali egzistuoti kaip C- arba O-gliukozidai, priklausomai nuo glikozidinio ryšio, vykstančio tarp glikono ir algikono sričių, pobūdžio, todėl kai kurie yra atsparesni cheminei hidrolizei nei kiti.

C-gliukozido flavonoidų aglikono struktūra atitinka tris žiedus su kažkokia fenolio grupe, suteikiančia jiems antioksidantų savybes. Sacharidų grupės sujungimas su aglikono sritimi įvyksta per anglies-anglies jungtis tarp anomerinės cukraus anglies ir flavonoido aromatinio branduolio C6 arba C8 anglies.

Nuorodos

1. Conn, EE (1979). Cianogeninių glikozidų biosintezė. Naturwissenschaften, 66, 28–34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, CE, Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Nitrilo gliukozidų rodiocianozidų A ir D bei cianogeninių gliukozidų Lotaustralino ir Linamarino biosintezė Lotus japonicus. Augalų fiziologija, 135 (gegužė), 71–84.
3. Markhamas, KR (1989). Augalų biochemijos metodai. 6. Flavonai, flavonoliai ir jų glikozidai (1 tomas). AKADEMINĖ SPAUDA. Gauta iš www.dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-461011-8.50012-3
4. Pengas, L., Pengas, L., Kawagoe, Y., Hoganas, P., ir Delmeris, D. (2002). Sitosterolio B-glikozidas kaip gruntas celiuliozės sintezei augaluose. Mokslas, 295, 147–150.
5. Richmanas, A., Swansonas, A., Humphrey, T., Chapmanas, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Funkcinė genomika atranda tris gliukozililtransferazes, dalyvaujančias Stevia rebaudiana pagrindinių saldžiųjų gliukozidų sintezėje. Augalų žurnalas, 41, 56–67.
6. Swain, T. (1963). Cheminių augalų taksonomija. Londonas: Academic Press.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, MW, ir Sheldon, RA (1999). Glikozidazės katalizuojama alkilglikozidų sintezė. B molekulinės katalizės žurnalas: Enzymatic, 6, 511–532.
8. Vetter, J. (2000). Augalų cianogeniniai glikozidai. „Toxicon“, 38, 11–36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Spontaninė glikozidų hidrolizė. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.