GLYKOSIDIT: MUODOSTUMINEN, TOIMINTA JA TYYPIT / RYHMÄT - BIOLOGIA - 2026

Glykosidit ovat metaboliittien puolella kasveja, jotka ovat sitoutuneet mono- tai oligosakkarideja kautta glykosidisidoksissa jotka ovat aineenvaihduntatuotteita on glykosyloitu. Ne kuuluvat glykosidien kemialliseen ryhmään, johon kuuluvat kaikki sokerijäänteisiin kiinnittyneet kemialliset yhdisteet.

Glykosidimolekyylin tyypillisessä rakenteessa tunnistetaan kaksi aluetta: algikoni ja glykoni. Sakkariditähteen muodostamaa aluetta kutsutaan glykooniksi ja ei-sakkaridimolekyyliä vastaavaa aluetta kutsutaan aglykoniosaksi.

Glykosidin rakenne (Lähde: Yikrazuul Wikimedia Commonsin kautta)

Yleisesti termiä "glukosidi" käytetään viittaamaan tosiasiaan, että glukoosimolekyylit vapautuvat näiden yhdisteiden hydrolyysin aikana, mutta saman molekyyliperheen jäsenillä on kuitenkin muun tyyppisten sokerien tähteitä, kuten ramnoosi, galaktoosi tai mannoosi, mm.

Glykosidien nimikkeistö kuvaa tyypillisesti niiden aglykonialueen luonnetta. Ne nimet, jotka päättyvät "-ina", on varattu typpipitoisille yhdisteille, kun taas alkaloidit nimetään loppuliitteellä "-ósido".

Nämä liitteet seuraavat usein kasvitieteellisen alkuperän latinankielisen nimen juuria, jossa molekyylit kuvataan ensimmäistä kertaa ja etuliite "gluco-" lisätään yleensä.

Glykosidinen sidos glykonin ja aglykonin osien välillä voi tapahtua kahden hiiliatomin (C-glukosidit) tai happiatomien (O-glukosidit) välillä, joista niiden stabiilisuus kemiallista tai entsymaattista hydrolyysiä vastaan ​​riippuu.

Glykosidien suhteellinen määrä angiospermissa on paljon korkeampaa kuin kuntosoluissa, ja on osoitettu, että yksin- ja kaksisirkkojen suhteen, joitain poikkeuksia lukuun ottamatta, löydettyjen glykosidien määrässä ja tyypeissä ei ole suurta eroa.

On tärkeätä korostaa tämän yhdisteryhmän suurta monimuotoisuutta ja heterogeenisyyttä, koska kunkin yhdisteen identiteetti riippuu aglykoniosasta, joka on hyvin vaihteleva.

koulutus

Glykosidisten yhdisteiden (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) biosynteesi tai muodostuminen kasveissa riippuu tarkasteltavan glykosidin tyypistä, ja kasveissa niiden biosynteesinopeudet riippuvat usein olosuhteista. ympäristö-

Esimerkiksi syanogeeniset glykosidit syntetisoidaan aminohappojen esiasteista, mukaan lukien L-tyrosiini, L-valiini, L-isoleusiini ja L-fenyylialaniini. Aminohapot hydroksyloidaan N-hydroksyyliaminohappojen muodostamiseksi, jotka muuttuvat myöhemmin aldoksiimeiksi, jotka sitten muuttuvat nitriileiksi.

Nitriilit hydroksyloidaan a-hydroksinitriilien muodostamiseksi, jotka voidaan glykosyloida vastaavan syanogeenisen glukosidin muodostamiseksi. Kaksi monitoiminnallista sytokromia, jotka tunnetaan nimellä P450, ja glykosyylitransferaasientsyymejä, ovat mukana tässä biosynteesireitissä.

Glykosidien biosynteettisiin reitteihin sisältyy suurimmaksi osaksi glykosyylitransferaasientsyymien osallistuminen, jotka kykenevät selektiivisesti siirtämään hiilihydraattijäämiä UDP-molekyylin aktivoimasta välituotteesta vastaavaan aglykoniosuuteen.

Aktivoitujen sokereiden, kuten UDP-glukoosin, siirtyminen aktseptoriaglykoniosaan auttaa stabiloimaan, detoksifioimaan ja liuottamaan metaboliitit sekundaarisia metaboliittia tuottavien reittien viimeisissä vaiheissa.

Siten glykosyylitransferaasientsyymit ovat vastuussa monista kasvien glykosideista, ja tästä syystä niitä on tutkittu laajasti.

Joitakin in vitro synteettisiä menetelmiä on olemassa kasvien glykosidijohdannaisten saamiseksi, joihin sisältyy yhdisteiden käänteinen hydrolyysi tai trans-glykosylaatio.

toiminto

Kasveissa yksi flavonoidiglykosidien päätehtävistä liittyy esimerkiksi suojaukseen ultraviolettivalolta, hyönteisiltä ja sieniltä, ​​viruksilta ja bakteereilta. Ne toimivat antioksidantteina, pölyttäjien houkuttajina ja kasvihormonien säätäjinä.

Muihin flavonoidiglykosidien toimintoihin sisältyy kyhmyntuotannon stimulointi Rhizobium-suvun bakteerilajeilla. Ne voivat osallistua entsyymien estoprosesseihin ja allelopaattisina aineina. Siten ne tarjoavat myös kemiallisen puolustusesteen kasvissyöjiä vastaan.

Monet glykosidit hydrolysoituessaan tuottavat glukoositähteitä, joita kasvit voivat käyttää metabolisena substraattina energian tuotannossa tai jopa rakenteellisesti tärkeiden yhdisteiden muodostamiseksi soluissa.

Antroposentrisesti ottaen näiden yhdisteiden toiminta on hyvin monimuotoista, koska vaikka joitain käytetään elintarviketeollisuudessa, toisia käytetään lääketeollisuudessa verenpainetaudin, verenkiertohäiriöiden, syöpäsuoja-aineiden jne. Lääkkeiden suunnitteluun.

Tyypit / ryhmät

Glykosidien luokittelu löytyy kirjallisuudesta perustuen ei-sakkaridiosiin (aglykonit) tai näiden kasvitieteelliseen alkuperään. Seuraava on aglykoniosaan perustuva luokittelumuoto.

Glykosidien pääryhmät vastaavat sydämen glykosideja, syanogeenisiä glykosideja, glukosinolaatteja, saponiineja ja antrakinoniglykosideja. Jotkut flavonoidit esiintyvät myös yleensä glykosideina.

Sydänglykosidit

Nämä molekyylit koostuvat yleensä molekyylistä (aglykonialue), jonka rakenne on steroidi. Niitä esiintyy Scrophulariaceae-perheen kasveissa, erityisesti Digitalis purpurea -kasveissa, sekä Convallariaceae-perheessä, jonka klassinen esimerkki on Convallaria majalis.

Tämän tyyppisellä glykosidilla on negatiivinen estävä vaikutus solumembraanien natrium / kalium-ATPaasi-pumpuihin, joita on erityisen runsaasti sydänsoluissa, joten kasvien nauttimisella näillä sekundaarisilla yhdisteillä on suora vaikutus sydämeen; joten sen nimi.

Syanogeeniset glykosidit

Ne on kemiallisesti määritelty a-hydroksinitriiliglykosideiksi, jotka ovat johdettu aminohappoyhdisteistä. Niitä esiintyy Rosaceae-perheen ruokasienislajeissa, erityisesti Prunus-suvun lajeissa, samoin kuin Poaceae-suvussa ja muissa.

On määritetty, että nämä ovat osa tiettyjen Manihot esculenta -lajikkeiden tyypillisiä myrkyllisiä yhdisteitä, jotka tunnetaan paremmin Etelä-Amerikassa kassavana, yucca- tai kassava-lajina. Samoin niitä on runsaasti omenasiemenissä ja pähkinöissä, kuten mantelissa.

Näiden sekundaaristen metaboliittien hydrolyysi loppuu syaanihapon tuottamiseen. Kun hydrolyysi on entsymaattista, glykooni- ja aglykoniosat erotetaan, jälkimmäiset voidaan luokitella alifaattisiksi tai aromaattisiksi.

Syaanigeenisten glykosidien glykoniosa on tyypillisesti D-glukoosi, vaikka gentobioosia, primeveroosia ja muitakin on myös nähty, enimmäkseen sidoksissa beeta-glukosidisidoksilla.

Syanogeenisiä glykosideja käyttävillä kasveilla voi olla kielteisiä vaikutuksia, mukaan lukien häiriöt jodin käyttöön, mikä voi johtaa kilpirauhasen vajaatoimintaan.

glukosinolaatit

Aglykonirakenteen perusta koostuu rikkiä sisältävistä aminohapoista, minkä vuoksi niitä voitaisiin kutsua myös tioglykosideiksi. Glukosinolaattien tuotantoon liittyvä tärkein kasviperhe on Brassicaceae-perhe.

Näitä kasveja syövien organismien kielteisten vaikutusten joukossa on ympäristön prokrosinogeenien maksaaktiivinen bioaktivaatio, joka on monokykyisten vaikutusten sytokromi P450 -isoformeihin. Lisäksi nämä yhdisteet voivat ärsyttää ihoa ja aiheuttaa kilpirauhasen vajaatoimintaa ja kihtiä.

saponiinit

Monet "saippuaa muodostavat" yhdisteet ovat glykosideja. Glykosidisten saponiinien aglykoninen osa koostuu penta- syklisistä triterpenoideista tai tetrasyklisistä steroideista. Ne ovat rakenteellisesti heterogeenisiä, mutta niillä on yhteiset toiminnalliset ominaisuudet.

Rakenteessaan niillä on erittäin hydrofiilisiä glykoniosia ja voimakkaasti hydrofobisia aglykonialueita, jotka tarjoavat emulgoivia ominaisuuksia, joten niitä voidaan käyttää pesuaineina.

Saponiineja esiintyy monissa kasviperheissä, joista Liliaceae-sukuun kuuluvat lajit ovat esimerkkejä Narthecium ossifragum -lajeista.

Antrakinoniglykosidit

Ne ovat vähemmän yleisiä kasvistovaltiossa verrattuna muihin edellä mainittuihin glykosideihin. Niitä esiintyy Rumex crispus -lajissa ja Rheum-suvun lajeissa. Sen nauttimisen vaikutus vastaa liiallista veden ja elektrolyyttien eritystä, jota seuraa peristaltti kaksoispisteessä.

Flavonoidit ja antiasyaniinit

Monet flavonoidit ja niiden oligomeerit, pro-antosyaanit, esiintyvät glykosideina. Nämä pigmentit ovat hyvin yleisiä suuressa osassa kasvistovaltiota, lukuun ottamatta leviä, sieniä ja eräitä sarvia.

Ne voivat esiintyä luonnossa C- tai O-glukosideina, riippuen glykosidisidoksen luonteesta, joka tapahtuu glykonin ja algikonin alueiden välillä, joten jotkut ovat kestävämpiä kemialliseen hydrolyysiin kuin toiset.

C-glukosidiflavonoidien aglykonirakenne vastaa kolmea rengasta, joissa on joitain fenoliryhmiä, jotka antavat niille antioksidanttien ominaisuudet. Sakkaridiryhmän liittyminen aglykonialueeseen tapahtuu hiili-hiilisidosten kautta sokerin anomeerisen hiilen ja flavonoidin aromaattisen ytimen C6- tai C8-hiilen välillä.

Viitteet

1. Conn, EE (1979). Syanogeenisten glykosidien biosynteesi. Naturwissenschaften, 66, 28–34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, CE, Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Nitriiliglukosidien rodiosyanosidien A ja D sekä syanogeenisten glukosidien Lotaustralin ja Linamarin biosynteesi Lotus japonicuksessa. Kasvien fysiologia, 135 (toukokuu), 71–84.
3. Markham, KR (1989). Menetelmät kasvien biokemiassa. 6. Flavonit, flavonolit ja niiden glykosidit (osa 1). AKADEEMINEN PAINE RAJOITETTU. Haettu osoitteesta 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). Sitosteroli B-glukosidi kasvualustana selluloosan synteesille. Science, 295, 147 - 150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., ja Brandle, J. (2005). Funktionaalinen genomiikka paljastaa kolme glukosyylitransferaasia, jotka ovat mukana Stevia rebaudianan tärkeimpien makeiden glukosidien synteesissä. The Plant Journal, 41, 56–67.
6. Swain, T. (1963). Kemianteollisuuden taksonomia. Lontoo: Academic Press.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, MW, ja Sheldon, RA (1999). Alkyyliglykosidien glykosidaasikatalysoima synteesi. Journal of Molecular Catalysis B: Entsymaattinen, 6, 511–532.
8. Vetter, J. (2000). Kasvien syanogeeniset glykosidit. Toxicon, 38, 11–36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Glykosidien spontaani hydrolyysi. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814 - 6815.