WikiDer > Гликозид

Glycoside
Салицин, гликозид, относящийся к аспирин
Химическая структура олеандрин, а сердечный гликозид

В химия, а гликозид /ˈɡлаɪkəsаɪd/ это молекула в котором сахар связан с другим функциональная группа через гликозидная связь. Гликозиды играют в живых организмах множество важных ролей. Многие растения хранят химические вещества в виде неактивных гликозидов. Их можно активировать фермент гидролиз,[1] что приводит к отщеплению части сахара, делая химическое вещество доступным для использования. Многие такие растительные гликозиды используются в качестве лекарства. Несколько видов Геликоний бабочки способны включать эти растительные соединения как форму химической защиты от хищников.[2] У животных и людей яды часто связываются с молекулами сахара в процессе их выведения из организма.

Формально, гликозид - это любая молекула, в которой группа сахара связана через ее аномерный углерод в другую группу через гликозидная связь. Гликозиды могут быть связаны посредством O- ( О-гликозид), N- (a гликозиламин), S- (a тиогликозид), или C- (a С-гликозид) гликозидная связь. Согласно ИЮПАК, название "C-гликозид »представляет собой неправильное употребление; предпочтительный термин "C-гликозильное соединение ».[3] Данное определение используется ИЮПАК, который рекомендует Проекция Хаворта правильно назначить стереохимический конфигурации.[4] Многие авторы дополнительно требуют, чтобы сахар был связан с не сахар для молекулы, чтобы квалифицироваться как гликозид, тем самым исключая полисахариды. Группа сахаров тогда известна как гликон и группа без сахара как агликон или генин часть гликозида. Гликон может состоять из одной сахарной группы (моносахарид) или несколько сахарных групп (олигосахарид).

Первый идентифицированный гликозид был амигдалин, французскими химиками Пьер Робике и Антуан Бутрон-Шарлар в 1830 году.[5]

Родственные соединения

Молекулы, содержащие N-гликозидную связь, известны как гликозиламины и не обсуждаются в этой статье. (Многие авторы в биохимия назовите эти соединения N-гликозиды и сгруппируйте их с гликозидами; это считается неправильным и не одобряется ИЮПАК.) Гликозиламины и гликозиды сгруппированы вместе как гликоконъюгаты; другие гликоконъюгаты включают гликопротеины, гликопептиды, пептидогликаны, гликолипиды, и липополисахариды.

Химия

Большая часть химии гликозидов объясняется в статье о гликозидные связи. Например, части гликона и агликона могут быть химически разделены гидролиз в присутствии кислота и может быть гидролизован щелочь. Также существует множество ферменты которые могут образовывать и разрывать гликозидные связи. Наиболее важными ферментами расщепления являются гликозидгидролазы, а важнейшими синтетическими ферментами в природе являются гликозилтрансферазы. Генетически измененные ферменты, называемые гликозинтазы были разработаны, которые могут образовывать гликозидные связи с отличным выходом.

Есть много способов химического синтеза гликозидных связей. Гликозидация по Фишеру относится к синтезу гликозидов путем реакции незащищенных моносахаридов со спиртами (обычно в качестве растворителя) в присутствии сильного кислотного катализатора. В Реакция Кенигса-Кнорра представляет собой конденсацию гликозилгалогенидов и спиртов в присутствии солей металлов, таких как карбонат серебра или оксид ртути.

Классификация

Гликозиды можно классифицировать по гликону, по типу гликозидной связи и по агликону.

По гликону / наличию сахара

Если гликоновая группа гликозида глюкоза, то молекула является глюкозид; если это фруктоза, то молекула является фруктозид; если это глюкуроновая кислота, то молекула является глюкуронид; и т.д. В организме токсичные вещества часто связываются с глюкуроновой кислотой, что увеличивает их растворимость в воде; полученные глюкурониды затем выводятся.

По типу гликозидной связи

В зависимости от того, находится ли гликозидная связь «ниже» или «выше» плоскости молекулы циклического сахара, гликозиды классифицируются как α-гликозиды или β-гликозиды. Некоторые ферменты, такие как α-амилаза может только гидролизовать α-связи; другие, такие как эмульсин, может влиять только на β-связи.

Между гликоном и агликоном присутствует четыре типа связей:

  • С-связь / гликозидная связь, «негидролизуемый кислотами или ферментами»
  • О-связь / гликозидная связь
  • N-связь / гликозидная связь
  • S-связь / гликозидная связь

По агликону

Гликозиды также классифицируются по химической природе агликона. Для целей биохимии и фармакологии это наиболее полезная классификация.

Спиртовые гликозиды

Пример алкоголик гликозид салицин, который встречается в роду Salix. Салицин превращается в организме в салициловая кислота, который тесно связан с аспирин и имеет обезболивающее, жаропонижающее, и противовоспалительное средство эффекты.

Гликозиды антрахинона

Эти гликозиды содержат группу агликона, которая является производной антрахинон. У них есть слабительное эффект. В основном они встречаются в двудомный растения кроме семейства Лилии которые однодольные. Они присутствуют в сенна, ревень и Алоэ виды. Антрон и антранол являются восстановленными формами антрахинона.

Кумариновые гликозиды

Здесь агликон кумарин или производная. Примером является аптерин который, как сообщается, расширяет коронарные артерии а также блокировать кальциевые каналы. Другие гликозиды кумарина получают из сушеных листьев Псоралея корилифолистная.

Хромонгликозиды

В этом случае агликон называется бензо-гамма-пироном.

Цианогенные гликозиды

Амигдалин

В этом случае агликон содержит циангидрин группа. Растения, производящие цианогенные гликозиды, хранят их в вакуоль, но, если растение атаковано, они высвобождаются и активируются ферментами в цитоплазма. Они удаляют сахарную часть молекулы, позволяя структуре циангидрина разрушаться и выделять токсичные вещества. цианистый водород. Хранение их в неактивных формах в вакуоли предотвращает их повреждение растения в обычных условиях.[6]

Помимо того, что они играют роль в отпугивании травоядных, у некоторых растений они контролируют прорастание, бутон образования, транспорта углерода и азота и, возможно, действуют как антиоксиданты.[6] Производство цианогенных гликозидов - это эволюционно законсервированная функция, проявляющаяся у видов столь же старых, как папоротники и так недавно, как покрытосеменные.[6] Эти соединения производят около 3000 видов; в экранах они встречаются примерно в 11% культурных растений, но только в 5% растений в целом - кажется, люди выбрали их для них.[6]

Примеры включают амигдалин и Prunasin которые сделаны горький миндаль дерево; другие виды, которые производят цианогенные гликозиды: сорго (откуда дуррин, первый цианогенный гликозид, который был идентифицирован, был впервые выделен), ячмень, лен, белый клевер, и маниока, который производит линамарин и лотаустралин.[6]

Амигдалин и его синтетическое производное, лаэтрил, были исследованы как потенциальные лекарства для лечения рака и широко рекламировались как нетрадиционная медицина; они неэффективны и опасны.[7]

Некоторые виды бабочек, такие как Дриас Юлия и Парнасий сминфей, эволюционировали, чтобы использовать цианогенные гликозиды, обнаруженные в их растениях-хозяевах, в качестве формы защиты от хищников из-за их неприятного вкуса.[8][9]

Флавоноидные гликозиды

Здесь агликон - это флавоноид. Примеры этой большой группы гликозидов включают:

Среди важных эффектов флавоноидов - их антиоксидант эффект. Также известно, что они уменьшают капилляр хрупкость.

Фенольные гликозиды

Здесь агликон - это простой фенольный структура. Примером является арбутин найдено в Толокнянка обыкновенная Arctostaphylos uva-ursi. Обладает антисептическим действием при мочеиспускании.

Сапонины

Основная статья: Сапонин

Эти составы дают прочную пену при взбалтывании с водой. Они также вызывают гемолиз из красные кровяные клетки. Гликозиды сапонина содержатся в лакрица. Их лечебная ценность обусловлена ​​их отхаркивающее средство, и кортикоид и противовоспалительное средство эффекты. Стероидные сапонины, например, в Диоскорея дикий батат то сапогенин диосгенин- в форме гликозиддиосцина - является важным исходным материалом для производства полусинтетических глюкокортикоиды и другие стероидные гормоны такие как прогестерон. В гинсенозиды находятся тритерпен гликозиды и сапонины женьшеня из Женьшень Panax К. А. Мейер (китайский женьшень) и Panax quinquefolius (Американский женьшеньВ целом, использование термина сапонин в органической химии не рекомендуется, потому что многие компоненты растений могут производить пена, и много тритерпен-гликозиды при определенных условиях являются амфиполярными, действуя как поверхностно-активное вещество.Более современные способы применения сапонинов в биотехнологии: адъюванты в вакцина: Quil A и его производная QS-21, выделенный из коры Quillaja saponaria Молина, чтобы стимулировать как иммунный ответ Th1, так и производство цитотоксические Т-лимфоциты (CTL) против экзогенных антигенов делают их идеальными для использования в субъединичные вакцины и вакцины, направленные против внутриклеточных патогенов, а также для терапевтических противораковые вакцины но с вышеупомянутым побочным эффектом гемолиз.[10] Сапонины также являются естественными антипротозойными средствами для рубца, которые могут улучшить микробную ферментацию рубца, снижая концентрацию аммиака и выработку метана у жвачных животных. животные.[11]

Стероидные гликозиды или сердечные гликозиды

Здесь агликоновая часть - это стероидный ядро. Эти гликозиды находятся в растениях родов Дигиталис, Scilla, и Строфант. Они используются при лечении сердечные заболевания, например, хроническая сердечная недостаточность (исторически признано, что не улучшает выживаемость; теперь предпочтительны другие агенты[нужна цитата]) и аритмия.

Стевиоловые гликозиды

Основная статья: Стевиол гликозид

Эти сладкие гликозиды, содержащиеся в стевия завод Стевия ребаудиана Бертони имеет в 40-300 раз сладость сахароза. Два основных гликозида, стевиозид и ребаудиозид А, используются как натуральные подсластители во многих странах. Эти гликозиды имеют стевиол как часть агликона. Глюкоза или рамнозаКомбинации -глюкозы связаны с концами агликона с образованием различных соединений.

Иридоидные гликозиды

Они содержат иридоид группа; например аукубин, Генипозидовая кислота, твиридозид, Логанин, Катальпол.

Тиогликозиды

Как следует из названия (см. тио-) эти соединения содержат сера. Примеры включают синигрин, нашел в черная горчица, и синальбин, нашел в белая горчица.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Брито-Арии, Марко (2007). Синтез и характеристика гликозидов. Springer. ISBN 978-0-387-26251-2.
  2. ^ Nahrstedt, A .; Дэвис, Р.Х. (1983). «Возникновение, изменение и биосинтез цианогенных глюкозидов линамарина и лотаустралина у видов Heliconiini (Insecta: Lepidoptera)». Сравнительная биохимия и физиология, часть B: Сравнительная биохимия. 75 (1): 65–73. Дои:10.1016 / 0305-0491 (83) 90041-х.
  3. ^ «Гликозиды». Золотая книга ИЮПАК - Гликозиды. 2009. Дои:10.1351 / goldbook.G02661. ISBN 978-0-9678550-9-7.
  4. ^ Линдхорст, Т. (2007). Основы химии и биохимии углеводов. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31528-4.
  5. ^ Робике; Бутрон-Шарлар (1830 г.). "Nouvelles expériences sur les amandes amères et sur l'huile volatile qu'elles fournissent". Annales de Chimie et de Physique (На французском). 44: 352–382.
  6. ^ а б c d е Глидоу, РМ; Мёллер, Б.Л. (2014). «Цианогенные гликозиды: синтез, физиология, фенотипическая пластичность». Ежегодный обзор биологии растений. 65: 155–85. Дои:10.1146 / annurev-arplant-050213-040027. PMID 24579992.
  7. ^ Милаццо, S; Хорнебер, М. (28 апреля 2015 г.). «Лаэтрил для лечения рака». Кокрановская база данных систематических обзоров (4): CD005476. Дои:10.1002 / 14651858.CD005476.pub4. ЧВК 6513327. PMID 25918920.
  8. ^ Бенсон, Вудрафф В. (1971). «Доказательства эволюции невкусности посредством отбора родственников у Heliconinae (Lepidoptera)». Американский натуралист. 105 (943): 213–226. Дои:10.1086/282719. JSTOR 2459551.
  9. ^ Дойл, Аманда. "Роль температуры и взаимодействия растений-хозяев в развитии личинок и популяционной экологии Parnassius smintheus Doubleday, бабочки Аполлона Скалистых гор" (PDF). Университет Альберты. Получено 13 ноября 2017.
  10. ^ Сунь, Хун-Сян; Се, Юн; Е, И-Пин (2009). «Достижения в адъювантах на основе сапонинов». Вакцина. 27 (12): 1787–1796. Дои:10.1016 / j.vaccine.2009.01.091. PMID 19208455. Архивировано из оригинал на 2017-10-08. Получено 2014-04-08.
  11. ^ Патра, AK; Саксена, Дж. (2009). «Эффект и механизм действия сапонинов на микробные популяции и ферментацию в рубце и продуктивность жвачных животных». Обзоры исследований питания. 22 (2): 204–209. Дои:10.1017 / S0954422409990163. PMID 20003589.


внешние ссылки