ГЛИКОЗИДИ: ФОРМИРАЊЕ, ФУНКЦИЈА И ВРСТЕ / ГРУПЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У гликозиди су метаболити бочни биљке које су везани за моно- или олигосахариди кроз гликозидним веза, које су метаболити је гликозилиран. Спадају у хемијску породицу гликозида, који обухватају сва хемијска једињења везана за шећерне остатке.

У типичној структури молекула гликозида препознате су две регије: алгицон и гликон. Регион који се састоји од остатака сахарида назива се гликон, а регион који одговара нехахаридном молекулу познат је као део агликона.

Структура гликозида (Извор: Иикразуул виа Викимедиа Цоммонс)

Термин "глукозид" се обично користи да се односи на чињеницу да се молекули глукозе ослобађају током хидролизе ових једињења, међутим, чланови исте породице молекула имају остатке других врста шећера, попут рамнозе, галактозе или маноза, између осталих.

Номенклатура гликозида обично означава природу њиховог агликонског региона. Та имена са завршетком „-ина“ резервисана су за азотна једињења, док су алкалоиди названи суфиксом „-сидо“.

Ови суфикси често прате корен латинског имена ботаничког порекла где се молекули први пут описују и обично се додаје префикс „глуко-“.

Гликозидна веза између остатака гликона и агликона може се догодити између два атома угљеника (Ц-глукозиди) или атоми кисеоника (О-глукозиди) могу учествовати, од чега ће зависити њихова стабилност против хемијске или ензиматске хидролизе.

Релативно обиље гликозида у ангиоспермији много је веће него код теретаноспермија и показано је да у односу на монокоте и дикоте, са неким изузецима, нема велике разлике у количини и врстама пронађених гликозида.

Важно је нагласити велику разноликост и хетерогеност ове групе једињења, јер ће идентитет сваког зависити од дела агликона који је веома променљив.

обука

Биосинтеза или стварање гликозидних једињења (Пенг, Пенг, Кавагое, Хоган, & Делмер, 2002) у биљкама зависи од разматране врсте гликозида, а код биљака брзина њихове биосинтезе често зависи од услова. еколошка

На пример, цијаногени гликозиди синтетишу се из прекурсора аминокиселина, укључујући Л-тирозин, Л-валин, Л-изолеуцин и Л-фенилаланин. Аминокиселине су хидроксилиране да формирају Н-хидроксилне аминокиселине које се накнадно претварају у алдоксиме, а које се затим трансформишу у нитрила.

Нитрили су хидроксилирани да формирају α-хидроксинитрила, који се могу гликозилирати тако да формирају одговарајући цијаногени глукозид. Два мултифункционална цитокрома позната под називом П450 и ензими гликозилтрансферазе укључени су у овај биосинтетски пут.

Највећим делом биосинтетски путеви гликозида укључују учешће ензима гликозилтрансферазе који су способни да селективно преносе остатке угљених хидрата из интермедијера активираног УДП молекулом у одговарајући део агликона.

Пренос активираних шећера, као што је УДП-глукоза, у скупину акцепторског агликона помаже у стабилизацији, детоксификацији и солубилизирању метаболита у завршним корацима пуштања секундарних метаболита.

Стога су ензими гликозилтрансфераза одговорни за велику разноликост гликозида у биљкама и због тога су детаљно проучавани.

Постоје неке ин витро методе синтезе за добијање гликозидних деривата биљака који укључују реверзну хидролизу или транс гликозилацију једињења.

Функција

На пример, у биљкама једна од главних функција флавоноидних гликозида има заштиту од ултраљубичастог светла, против инсеката и против гљивица, вируса и бактерија. Они служе као антиоксиданти, атрибути опрашивача и контроле биљних хормона.

Остале функције флавоноидних гликозида укључују подстицање производње нодула бактеријским врстама рода Рхизобиум. Они могу учествовати у инхибицији ензима и као алолопатски агенси. Дакле, они такође пружају хемијску одбрану против биљоједа.

Многи гликозиди, када се хидролизирају, стварају остатке глукозе које биљке могу користити као метаболички супстрат за производњу енергије или чак за формирање структурно важних једињења у ћелијама.

Антропоцентрички посматрано, функција ових једињења је веома разнолика, јер док се неки користе у прехрамбеној индустрији, други се користе у фармацеутској индустрији за дизајн лекова за лечење хипертензије, поремећаја циркулације, антиканцерогених лекова итд.

Врсте / групе

Класификација гликозида може се наћи у литератури на основу не-сахаридних делова (агликона) или на њиховом ботаничком пореклу. Следи облик класификације на основу дела агликона.

Главним групама гликозида одговарају срчани гликозиди, цијаногени гликозиди, глукозинолати, сапонини и антракинонски гликозиди. Неки флавоноиди се такође често јављају као гликозиди.

Срчани гликозиди

Ови молекули се углавном састоје од молекула (агликонске регије) чија је структура стероид. Присутне су у биљкама породице Сцропхулариацеае, посебно у Дигиталис пурпуреа, као и у породици Цонваллариацеае са Цонваллариа мајалис као класични пример.

Ова врста гликозида има негативан инхибиторни ефекат на пумпе натријум / калијума АТПазе у ћелијским мембранама, које посебно обилују срчаним ћелијама, па гутање биљака са овим секундарним једињењима има директне ефекте на срце; отуда и његово име.

Цијаногени гликозиди

Хемијски су дефинисани као α-хидрокси нитрил гликозиди, који су добијени из једињења аминокиселина. Присутне су у врстама крхких врста породице Росацеае, посебно код рода Прунус, као и у породици Поацеае и другим.

Утврђено је да су то део карактеристичних токсичних једињења неких сорти Манихот есцулента, у Јужној Америци познатијих као цассава, иуцца или цассава. Исто тако, обилују их семенкама јабуке и орасима попут бадема.

Хидролиза ових секундарних метаболита завршава производњом цијановодичне киселине. Када је хидролиза ензиматска, дели гликона и агликона се раздвајају, при чему се последњи могу класификовати као алифатски или ароматски.

Део цијаногених гликозида гликона је типично Д-глукоза, иако су такође виђени гентобиоза, примевероза и други, углавном повезани β-глукозидним везама.

Конзумирање биљака са цијаногеним гликозидима може имати негативне ефекте, укључујући ометање употребе јода, што резултира хипотиреоидизмом.

Глукозинолати

Основицу његове агликонске структуре чине аминокиселине које садрже сумпор, због чега би их могле назвати и тиогликозиди. Главна породица биљака повезаних са производњом глукозинолата је породица Брассицацеае.

Међу негативне ефекте на организме који гутају ове биљке је јетрена биоактивација прокарциногена из околине, која је продукт комплексних ефеката на изоформу цитокрома П450. Поред тога, ова једињења могу да иритирају кожу и индукују хипотиреозу и гихт.

Сапонини

Многа једињења која стварају сапун су гликозиди. Агликонски део гликозидних сапонина састоји се од пентацикличких тритерпеноида или тетрацикличких стероида. Они су структурно хетерогени, али имају заједничке функционалне карактеристике.

У својој структури имају високо хидрофилне делове гликона и снажно хидрофобне регије агликона који пружају емулгаторска својства, па се могу користити као детерџенти.

Сапонини су присутни у широком спектру биљних породица, међу којима су врсте из породице Лилиацеае, као пример Нартхециум оссифрагум.

Антракинонски гликозиди

Ређе су у биљном царству у поређењу са горе поменутим гликозидима. Присутне су у Румек цриспус и у роду Рхеум. Ефекат његовог гутања одговара претераном излучивању воде и електролита праћеном перисталтиком у дебелом цреву.

Флавоноиди и антоцијанини

Многи флавоноиди и њихови олигомери, антоцијанини, јављају се као гликозиди. Ови су пигменти веома чести у великом делу биљног царства, изузев алги, гљивица и неких рогоза.

Они у природи могу постојати као Ц- или О-глукозиди, зависно од природе гликозидне везе која настаје између гликонских и алгиконских подручја, па су неке отпорније на хемијску хидролизу од других.

Агликонска структура Ц-глукозидних флавоноида одговара три прстена с неком фенолном групом која им пружа карактеристике антиоксиданата. Спајање сахаридне групе у агликонску регију одвија се преко угљеник-угљеничне везе између аномерног угљеника шећера и Ц6 или Ц8 угљеника ароматичног језгра флавоноида.

Референце

1. Цонн, ЕЕ (1979). Биосинтеза цијаногених гликозида. Натурвиссенсцхафтен, 66, 28–34.
2. Форслунд, К., Морант, М., Јøргенсен, Б., Олсен, ЦЕ, Асамизу, Е., & Сато, С. (2004). Биосинтеза нитрилних глукозида родиоцијанозида А и Д и цијаногених глукозида Лотаустралин и Линамарин у Лотус јапоницус. Физиологија биљака, 135 (мај), 71–84.
3. Маркхам, КР (1989). Методе у биљној биохемији. 6. Флавони, флавоноли и њихови гликозиди (вол. 1). АЦАДЕМИЦ ПРЕСС ЛИМИТЕД. Преузето са ввв.дк.дои.орг/10.1016/Б978-0-12-461011-8.50012-3
4. Пенг, Л., Пенг, Л., Кавагое, И., Хоган, П., и Делмер, Д. (2002). Ситостерол Б-глукозид као Пример за синтезу целулозе у биљкама. Наука, 295, 147-150.
5. Рицхман, А., Свансон, А., Хумпхреи, Т., Цхапман, Р., Мцгарвеи, Б., Поцс, Р. и Брандле, Ј. (2005). Функционална геномика открива три глукозилтрансферазе које су укључене у синтезу главних слатких глукозида Стевиа ребаудиана. Тхе Плант Јоурнал, 41, 56–67.
6. Сваин, Т. (1963). Таксономија хемијских биљака. Лондон: Ацадемиц Пресс.
7. ван Рантвијк, Ф., Оостером, МВ, & Схелдон, РА (1999). Синтеза алкил гликозида-катализована гликозидазом. Часопис за молекуларну катализу Б: Ензиматиц, 6, 511–532.
8. Веттер, Ј. (2000). Биљни цијаногени гликозиди. Токицон, 38, 11–36.
9. Волфенден, Р., Лу, Кс., & Иоунг, Г. (1998). Спонтана хидролиза гликозида. Ј. Ам. Цхем. Соц., 120, 6814-6815.