Glycosidevorming, functie en typen / groepen

de glucosiden zijn secundaire metabolieten van planten die via glycosidebindingen aan mono- of oligosacchariden zijn gekoppeld, dwz het zijn geglycosileerde metabolieten. Ze behoren tot de chemische familie van glycosiden, die alle chemische verbindingen omvat die gekoppeld zijn aan suikerhoudende resten.

In de typische structuur van een glycosidemolecule worden twee regio's herkend: het algicon en het glycone. Het gebied dat wordt gevormd door het saccharideresidu wordt glycone genoemd en het gebied dat overeenkomt met het niet-saccharidemolecuul is bekend als het aglycongedeelte..

Gewoonlijk wordt de term "glycoside" verwezen naar het feit dat tijdens de hydrolyse van deze verbindingen glucosemoleculen vrijkomen echter leden van dezelfde familie van moleculen residuen van andere suikers zoals rhamnose, galactose of de mannose, onder anderen.

De nomenclatuur van de glycosiden geeft typisch de aard van hun aglycon-gebied aan. Die namen met het einde "-ina" zijn gereserveerd voor de stikstofverbindingen, terwijl de alkaloïden worden genoemd met het achtervoegsel "-osido".

Deze achtervoegsels vergezellen vaak de wortel van de Latijnse naam van de botanische oorsprong waar de moleculen voor het eerst worden beschreven en meestal wordt het voorvoegsel "gluco-" toegevoegd..

De glycosidische binding tussen glycone en aglycon delen kunnen optreden tussen twee koolstofatomen (C-glycosiden) kunnen deelnemen of zuurstofatomen (O-glucosiden) waarvan de stabiliteit afhangt tegen chemische of enzymatische hydrolyse.

De relatieve overvloed aan glycosiden in angiospermen is veel hoger dan in naaktzadigen en er is aangetoond dat met betrekking tot eenzaadlobbigen en tweezaadlobbigen, op enkele uitzonderingen na, is er geen groot verschil in de hoeveelheid en de aard van de glucosiden gevonden.

Het is belangrijk om de grote diversiteit en heterogeniteit van deze groep verbindingen te benadrukken, omdat de identiteit van elk ervan afhangt van het aglycon-gedeelte, dat sterk variabel is.

index

• 1 Training
• 2 functie
• 3 Types / groepen
  • 3.1 Hartglycosiden
  • 3.2 Cyaanogene glycosiden
  • 3.3 Glucosinolaten
  • 3.4 Saponinen
  • 3.5 Anthraquinon-glycosiden
  • 3.6 Flavonoïden en pro-anthocyanines
• 4 Referenties

opleiding

Biosynthese of vorming van glycosidische verbindingen (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, en Delmer, 2002) in planten, hangt af van de aard van de glycoside worden beschouwd, en in planten, hun tarieven van de biosynthese afhankelijk zijn, vaak voorwaarden milieu-.

Cyanogene glycosiden worden bijvoorbeeld gesynthetiseerd uit aminozuurprecursors, waaronder L-tyrosine, L-valine, L-isoleucine en L-fenylalanine. De aminozuren worden gehydroxyleerd om N-hydroxylaminozuren te vormen die vervolgens worden omgezet in aldoximen, die vervolgens worden omgezet in nitrillen.

De nitrillen worden gehydroxyleerd om de a-hydroxynitrillen te vormen, die geglycosyleerd kunnen worden om het overeenkomstige cyanogene glycoside te vormen. Twee multifunctionele cytochromen bekend als P450 en glycosyltransferase-enzymen zijn betrokken bij deze biosynthetische route.

Grotendeels omvatten de biosynthetische routes van glycoside de deelname van glycosyltransferase-enzymen, die in staat zijn om selectief de koolhydraatresiduen van een geactiveerd tussenproduct via een UDP-molecuul over te brengen naar het overeenkomstige aglycongedeelte.

De overdracht van geactiveerde suikers, zoals UDP-glucose, naar een acceptor aglycon deel helpt bij het stabiliseren, ontgiften en oplosbaar maken van metabolieten in de laatste stappen van secundaire metaboliet producerende routes..

Ze zijn dan de enzymen glycosyltransferasen die verantwoordelijk zijn voor de grote verscheidenheid aan glycosiden in planten en daarom uitgebreid zijn bestudeerd.

Sommige in vitro synthetische werkwijzen bestaan ​​voor het verkrijgen van plantenglycosidederivaten die omgekeerde hydrolyse systemen of transglycosylering van verbindingen omvatten.

functie

In planten heeft een van de hoofdfuncties van flavonoïde glycosiden bijvoorbeeld te maken met bescherming tegen ultraviolet licht, tegen insecten en tegen schimmels, virussen en bacteriën. Ze dienen als antioxidanten, bestuiveraantrekkende stoffen en controllers van plantenhormonen.

Andere functies van flavonoïde glycosiden omvatten de stimulering van knolproductie door bacteriële soorten van het geslacht Rhizobium. Ze kunnen deelnemen aan enzymatische remmingsprocessen en als allelopathische middelen. Zo bieden ze ook een chemische verdedigingsbarrière tegen herbivoren.

Veel glycosiden genereren, wanneer ze worden gehydrolyseerd, glucoseresiduen die door planten kunnen worden gebruikt als een metabolisch substraat voor de productie van energie of zelfs voor de vorming van verbindingen van structureel belang in cellen..

Antropocentrisch gezien is de functie van deze verbindingen is zeer divers, want terwijl sommige worden gebruikt in de voedingsindustrie producten die in de farmaceutische industrie om geneesmiddelen te ontwerpen voor de behandeling van hypertensie, stoornissen van de bloedsomloop, antikankermiddelen, etc..

Typen / groepen

De classificatie van glycosiden kan in de literatuur worden gevonden op basis van de niet-saccharidedelen (aglyconen) of op de botanische oorsprong daarvan. Het volgende is een vorm van classificatie op basis van het aglicona-gedeelte.

De belangrijkste glycosidegroepen komen overeen met hartglycosiden, cyanogene glycosiden, glucosinolaten, saponinen en anthrachinonglycosiden. Sommige flavonoïden komen ook vaak voor als glycosiden.

Hartglycosiden

Deze moleculen zijn over het algemeen samengesteld uit een molecuul (aglycon-gebied) waarvan de structuur steroïd is. Ze zijn aanwezig in planten van de familie Scrophulariaceae, in het bijzonder in Digitalis purpurea, evenals in de familie Convallariaceae met Convallaria majalis als een klassiek voorbeeld.

Dit type glucoside heeft een negatief remmend effect op natrium / kalium ATPase-pompen in celmembranen, die vooral overvloedig zijn in hartcellen, dus de inname van planten met deze secundaire verbindingen heeft directe effecten op het hart; vandaar de naam.

Cyanogene glycosiden

Ze worden chemisch gedefinieerd als glycosiden van a-hydroxidenitrillen, die zijn afgeleid van aminozuurverbindingen. Ze zijn aanwezig in angiosperm soorten van de familie Rosaceae, in het bijzonder in soorten van het geslacht Prunus, maar ook in de familie Poaceae en anderen..

Er is vastgesteld dat deze deel uitmaken van de toxische stoffen die kenmerkend zijn voor sommige variëteiten van Manihot esculenta, beter bekend in Zuid-Amerika als cassave, yucca of cassave. Evenzo zijn ze overvloedig in appelzaden en in noten zoals amandelen.

De hydrolyse van deze secundaire metabolieten resulteert in de productie van blauwzuur. Wanneer de hydrolyse enzymatisch is, worden de glycon- en aglycon-gedeelten gescheiden, waarbij de laatste in staat is om te worden geclassificeerd als alifatisch of aromatisch..

Het glycone gedeelte van cyanogene glycosiden is typisch D-glucose, hoewel het ook is gezien als genotobisch, primeverose en andere, meestal verbonden door β-glucosidebindingen.

Het verbruik van planten met cyanogene glycosiden kan negatieve effecten hebben, waaronder de interferentie in het gebruik van jodium, wat resulteert in hypothyreoïdie.

glucosinolaten

De basis van zijn aglyconstructuur is samengesteld uit aminozuren die zwavel bevatten, dus ze kunnen ook thioglucosiden worden genoemd. De familie van planten die geassocieerd is met de productie van glucosinolaten is de familie Brassicaceae.

Tot de negatieve effecten voor organismen die deze planten opnemen, behoort de biologische activatie van milieuvriendelijke procarcinogenen in de lever, die een product is van complexe effecten op isovormen van cytochroom P450. Bovendien kunnen deze verbindingen de huid irriteren en hypothyreoïdie en jicht induceren.

saponinen

Veel "zeepvormende" verbindingen zijn glycosiden. Het aglycon-deel van de glycosidische saponinen bestaat uit pentacyclische triterpenoïden of tetracyclische steroïden. Ze zijn structureel heterogeen, maar ze hebben gemeenschappelijke functionele kenmerken.

In zijn structuur bezit het sterk hydrofiele glycinedelen en sterk hydrofobe aglycon-gebieden, die hen emulgerende eigenschappen verschaffen, zodat ze als detergentia kunnen worden gebruikt.

Saponinen zijn aanwezig in een breed scala van plantenfamilies, waaronder de soorten behorend tot de familie Liliaceae, geïllustreerd in de soort Narthecium ossifragum.

Anthrachinon-glycosiden

Ze komen minder vaak voor in het plantenrijk dan de andere hierboven genoemde glycosiden. Ze zijn aanwezig in Rumex crispus en soorten van het geslacht Rheum. Het effect van de inname komt overeen met een overdreven afscheiding van water en elektrolyten vergezeld van peristaltiek in de dikke darm.

Flavonoïden en pro-anthocyanines

Veel flavonoïden en hun oligomeren, pro-anthocyaninen, komen voor als glycosiden. Deze pigmenten komen veel voor in een groot deel van het plantenrijk, met uitzondering van algen, schimmels en sommige anthocyanines.

Ze kunnen in de natuur voorkomen als C- of O-glycosiden, afhankelijk van de aard van de glycosidebinding die optreedt tussen de glycine- en algiconregio's, dus sommige zijn beter bestand tegen chemische hydrolyse dan andere..

De aglycon-structuur van de C-glycoside-flavonoïden komt overeen met drie ringen met een bepaalde fenolgroep die hen het kenmerk van antioxidanten verschaft. De binding van de saccharidegroep aan het aglycon-gebied vindt plaats door koolstof-koolstofbindingen tussen de anomere koolstof van de suiker en de C6- of C8-koolstof van de aromatische kern van de flavonoïde..

referenties

1. Conn, E.E. (1979). Biosynthese van cyaanogene glycosiden. Naturwissenschaften, 66, 28-34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, C.E., Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Biosynthese van het nitril Glucosiden Rhodiocyanoside A en D en de cyanogene glucosiden lotaustraline en linamarine in Lotus japonicus. Plantenfysiologie, 135 (mei), 71-84.
3. Markham, K.R. (1989). Methoden in plant-biochemie. 6. Flavonen, flavonen en hun glycosiden (deel 1). ACADEMIC PRESS LIMITED. Retrieved from 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-glucoside als grondstof voor cellulosesynthese in planten. Science, 295, 147-150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T. Chapman, R., Mcgarvey, B., POC's, R., & Brandle, J. (2005). Functionele genomica onthult drie glucosyltransferases betrokken bij de synthese van de beste zoete glucosiden van Stevia rebaudiana. The Plant Journal, 41, 56-67.
6. Swain, T. (1963). Chemische plantentaxonomie. Londen: Academische pers.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, M.W., & Sheldon, R. A. (1999). Glycosidase-gekatalyseerde synthese van alkylglycosiden. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6, 511-532.
8. Vetter, J. (2000). Plant cyanogene glycosiden. Toxicon, 38, 11-36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Spontane hydrolyse van glycosiden. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.