GLIKOZĪDI: VEIDOŠANĀS, DARBĪBA UN VEIDI / GRUPAS - BIOLOĢIJA - 2025

The glikozīdiem ir metabolīti sānu augi, kas tiek saistās ar mono- vai oligosaharīdi ar glikozīdu saitēm, kas ir metabolīti ir glikozilēts. Tie pieder pie glikozīdu ķīmiskās grupas, kurā ietilpst visi ķīmiskie savienojumi, kas pievienoti cukurotajiem atlikumiem.

Glikozīdu molekulas tipiskajā struktūrā tiek atpazīti divi reģioni: algikons un glikons. Reģionu, kas sastāv no saharīda atlikuma, sauc par glikonu, un reģionu, kas atbilst nesacharīdu molekulai, sauc par aglikona daļu.

Glikozīda struktūra (Avots: Yikrazuul caur Wikimedia Commons)

Parasti terminu "glikozīds" lieto, lai apzīmētu faktu, ka šo savienojumu hidrolīzes laikā izdalās glikozes molekulas, tomēr vienas un tās pašas molekulas ģimenes locekļiem ir cita veida cukuru atlikumi, piemēram, ramnoze, galaktoze vai mannoze, cita starpā.

Glikozīdu nomenklatūra parasti apzīmē to aglikonu reģiona raksturu. Šie nosaukumi ar galotni "-ina" ir rezervēti slāpekļa savienojumiem, savukārt alkaloīdi tiek nosaukti ar piedēkli "-ósido".

Šīs sufikses bieži pavada botāniskās izcelsmes latīņu nosaukuma saknei, kur molekulas tiek aprakstītas pirmo reizi un parasti tiek pievienots priedēklis "gluco-".

Glikozīdiskā saite starp glikona un aglikona grupām var notikt starp diviem oglekļa atomiem (C-glikozīdiem) vai skābekļa atomiem (O-glikozīdiem), no kuriem būs atkarīga to stabilitāte pret ķīmisko vai fermentatīvo hidrolīzi.

Glikozīdu relatīvais pārpilnība angiosperms ir daudz lielāks nekā gymnosperms, un ir pierādīts, ka attiecībā uz monokotiem un divdīgļlapām ar dažiem izņēmumiem nav lielu atšķirību atrasto glikozīdu daudzumā un veidos.

Ir svarīgi uzsvērt šīs savienojumu grupas lielo daudzveidību un neviendabīgumu, jo katra savienojuma identitāte būs atkarīga no aglikona daļas, kas ir ļoti mainīga.

Apmācība

Glikozīdu savienojumu (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) biosintēze vai veidošanās augos ir atkarīga no attiecīgā glikozīda veida, un augos to biosintēzes ātrums bieži ir atkarīgs no apstākļiem. vide

Cianogēnie glikozīdi, piemēram, tiek sintezēti no aminoskābju prekursoriem, ieskaitot L-tirozīnu, L-valīnu, L-izoleicīnu un L-fenilalanīnu. Aminoskābes tiek hidroksilētas, veidojot N-hidroksil aminoskābes, kuras vēlāk tiek pārveidotas par aldoksimīdiem, kas pēc tam tiek pārveidoti par nitriliem.

Nitrili tiek hidroksilēti, veidojot α-hidroksinitrilus, kurus var glikozilēt, veidojot atbilstošu ciānogēno glikozīdu. Šajā biosintētiskajā ceļā ir iesaistīti divi daudzfunkcionāli citohromi, kas pazīstami kā P450, un glikoziltransferāzes fermenti.

Lielākoties glikozīdu biosintētiskie ceļi ir saistīti ar glikoziltransferāzes enzīmu piedalīšanos, kas spēj selektīvi pārnest ogļhidrātu atlikumus no starpprodukta, ko aktivizē UDP molekula, uz atbilstošo aglikona daļu.

Aktivēto cukuru, piemēram, UDP-glikozes, pārnešana uz akceptoru aglikona daļu palīdz stabilizēt, detoksicēt un izšķīdināt metabolītus sekundārajos metabolītu veidošanās ceļos.

Tādējādi glikoziltransferāzes fermenti ir atbildīgi par augsto glikozīdu dažādību augos, un šī iemesla dēļ tie ir plaši pētīti.

Pastāv dažas in vitro sintētiskas metodes augu glikozīdu atvasinājumu iegūšanai, kas ietver savienojumu apgrieztu hidrolīzi vai transglikozilāciju.

Funkcija

Piemēram, augos viena no galvenajām flavonoīdu glikozīdu funkcijām ir saistīta ar aizsardzību pret ultravioleto gaismu, pret kukaiņiem un pret sēnītēm, vīrusiem un baktērijām. Tie kalpo kā antioksidanti, apputeksnētāju atraktanti un augu hormonu kontrolieri.

Citas flavonoīdu glikozīdu funkcijas ietver mezgliņu ražošanas stimulēšanu ar Rhizobium ģints baktēriju sugām. Viņi var piedalīties fermentu nomākšanas procesos un kā allelopātiski līdzekļi. Tādējādi tie nodrošina arī ķīmiskās aizsardzības barjeru pret zālēdājiem.

Daudzi glikozīdi, hidrolizējoties, rada glikozes atlikumus, ko augi var izmantot kā metabolisma substrātu enerģijas ražošanai vai pat strukturāli svarīgu savienojumu veidošanai šūnās.

Antropocentriski runājot, šo savienojumu funkcijas ir ļoti dažādas, jo, kamēr dažus izmanto pārtikas rūpniecībā, citus izmanto farmācijas rūpniecībā, lai izstrādātu zāles hipertensijas, asinsrites traucējumu, pretvēža līdzekļu utt. Ārstēšanai.

Veidi / grupas

Glikozīdu klasifikāciju literatūrā var atrast, pamatojoties uz nesacharīdu porcijām (aglikoniem) vai to botānisko izcelsmi. Šis ir klasifikācijas veids, kura pamatā ir aglikona daļa.

Galvenās glikozīdu grupas atbilst sirds glikozīdiem, cianogeniskajiem glikozīdiem, glikozinolātiem, saponīniem un antrahinona glikozīdiem. Daži flavonoīdi parasti sastopami arī kā glikozīdi.

Sirds glikozīdi

Šīs molekulas parasti sastāv no molekulas (aglikona apgabala), kuras struktūra ir steroīda. Tie ir sastopami Scrophulariaceae dzimtas augos, īpaši Digitalis purpurea, kā arī Convallariaceae ģimenē ar klasisko piemēru Convallaria majalis.

Šim glikozīda veidam ir negatīva inhibējoša iedarbība uz nātrija / kālija ATPāzes sūkņiem šūnu membrānās, kas ir īpaši bagātīgi sirds šūnās, tāpēc augu norīšana ar šiem sekundārajiem savienojumiem tieši ietekmē sirdi; līdz ar to tā nosaukums.

Ciānglikozīdi

Tos ķīmiski definē kā α-hidroksitrilglikozīdus, kas iegūti no aminoskābju savienojumiem. Tie ir sastopami Rosaceae dzimtas sēklinieku sugās, īpaši Prunus ģints sugās, kā arī Poaceae ģimenē un citās.

Ir noteikts, ka tie ir daļa no raksturīgajiem toksiskajiem savienojumiem, kas piemīt dažām Manihot esculenta šķirnēm, kas Dienvidamerikā labāk pazīstami kā manioka, juka vai manioka. Tāpat tie ir bagātīgi ābolu sēklās un riekstos, piemēram, mandelēs.

Šo sekundāro metabolītu hidrolīze beidzas ar ciānūdeņražskābes iegūšanu. Ja hidrolīze ir fermentatīva, glikona un aglikona daļas tiek atdalītas, un pēdējās var klasificēt kā alifātiskas vai aromātiskas.

Cianogēno glikozīdu glikona daļa parasti ir D-glikoze, kaut arī ir novērota arī gentobiose, primeverose un citi, galvenokārt saistot ar β-glikozīdiskām saitēm.

Augu patērēšanai ar ciānglikoīdiem var būt negatīva ietekme, ieskaitot traucējumus joda lietošanā, izraisot hipotireozi.

Glikozinolāti

Tā aglikonu struktūras bāzi veido sēru saturošas aminoskābes, tāpēc tās varētu saukt arī par tioglikozīdiem. Galvenā augu ģimene, kas saistīta ar glikozinolātu ražošanu, ir Brassicaceae dzimta.

Starp negatīvo ietekmi uz organismiem, kas šos augus uzņem, ir vides prokarcinogēnu aknu bioaktivācija, kas ir kompleksās iedarbības produkts uz citohroma P450 izoformām. Turklāt šie savienojumi var kairināt ādu un izraisīt hipotireozi un podagru.

Saponīni

Daudzi "ziepju veidojošie" savienojumi ir glikozīdi. Glikozīdo saponīnu aglikonu daļa sastāv no pentacikliskiem triterpenoīdiem vai tetracikliskiem steroīdiem. Tie ir strukturāli neviendabīgi, taču tiem ir kopīgas funkcionālās īpašības.

To struktūrā tiem ir izteikti hidrofīli glikona porcijas un izteikti hidrofobiski aglikonu reģioni, kas nodrošina emulģējošas īpašības, tāpēc tos var izmantot kā mazgāšanas līdzekļus.

Saponīni ir sastopami daudzās augu ģimenēs, starp tām ir sugas, kas pieder pie Liliaceae dzimtas, piemēram, Narthecium ossifragum sugām.

Antrahinona glikozīdi

Augu valstībā tie ir mazāk izplatīti salīdzinājumā ar citiem iepriekšminētajiem glikozīdiem. Tie sastopami Rumex crispus un Rheum ģints sugās. Tās norīšanas rezultāts atbilst pārspīlētam ūdens un elektrolītu izdalījumam, ko papildina peristaltika resnajā zarnā.

Flavonoīdi un antocianīni

Daudzi flavonoīdi un to oligomēri, pro-antocianīni, rodas kā glikozīdi. Šie pigmenti ir ļoti izplatīti daudzās augu valstīs, izņemot aļģes, sēnītes un dažus ragu dzimtas augus.

Dabā tie var pastāvēt kā C- vai O-glikozīdi atkarībā no glikozīdiskās saites rakstura, kas notiek starp glikona un algikona reģioniem, tāpēc daži ir izturīgāki pret ķīmisko hidrolīzi nekā citi.

C-glikozīdu flavonoīdu aglikonu struktūra atbilst trim gredzeniem ar noteiktu fenola grupu, kas tiem nodrošina antioksidantu īpašības. Saharīdu grupas savienojums ar aglikonu reģionu notiek caur oglekļa-oglekļa saitēm starp cukura anomēru oglekli un flavonoīda aromātiskā kodola C6 vai C8 oglekli.

Atsauces

1. Conn, EE (1979). Ciānglikozes biosintēze. Naturwissenschaften, 66, 28–34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, CE, Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Nitrila glikozīdu rodiocianozīdu A un D, ​​kā arī ciānglikoīdu Lotaustralin un Linamarin biosintēze Lotus japonicus. Augu fizioloģija, 135 (maijs), 71. – 84.
3. Markham, KR (1989). Metodes augu bioķīmijā. 6. Flavoni, flavonoli un to glikozīdi (1. sējums). AKADĒMISKĀ PRESE LIMITED. Saņemts no vietnes www.dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-461011-8.50012-3
4. Pengs, L., Pengs, L., Kawagoe, Y., Hogans, P., un Delmers, D. (2002). Sitosterīna B-glikozīds kā celulozes sintēzes pamats augos. Zinātne, 295, 147-150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Funkcionālā genomika atklāj trīs glikoziltransferāzes, kas iesaistītas Stevia rebaudiana galveno saldo glikozīdu sintēzē. The Plant Journal, 41, 56–67.
6. Swain, T. (1963). Ķīmisko augu taksonomija. Londona: Academic Press.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, MW, & Sheldon, RA (1999). Glikozidāzes katalizētā alkilglikozīdu sintēze. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6, 511–532.
8. Vetter, J. (2000). Augu cianogenie glikozīdi. Toksikons, 38, 11–36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Glikozīdu spontāna hidrolīze. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.