Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Биозид» перенаправляется сюда. О ядовитом веществе или микроорганизме см. Биоцид .
Салицин , гликозид, связанный с аспирином
Химическая структура олеандрин , сердечный гликозид

В химии , в гликозиде / ɡ л aɪ к ə с aɪ д / представляет собой молекулу , в которой сахар связан с другой функциональной группой через гликозидную связь . Гликозиды играют в живых организмах множество важных ролей. Многие растения хранят химические вещества в виде неактивных гликозидов. Они могут быть активированы с помощью фермента гидролиза , [1] , который вызывает сахара часть разрываться, что делает химический доступным для использования. Многие такие растительные гликозиды используются в качестве лекарств.. Некоторые виды бабочек Heliconius способны включать эти растительные соединения в качестве одной из форм 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 свой аномерный углерод с другой группой через гликозидную связь . Гликозиды могут быть связаны гликозидной связью O- ( O-гликозид ), N- ( гликозиламин ), S- ( тиогликозид ) или C- ( C-гликозид ). Согласно IUPAC , название « C- гликозид» является неправильным ; предпочтительным термином является « C- гликозильное соединение». [3] Данное определение используется ИЮПАК , который рекомендует проекции Хаворта правильно назначатьстереохимические конфигурации. [4] Многие авторы дополнительно требуют, чтобы сахар был связан с не сахаром, чтобы молекула считалась гликозидом, что исключает полисахариды . Группа сахара в таком случае известна как гликон, а группа, не являющаяся сахаром, - как агликон или генин часть гликозида. Гликон может состоять из одной сахарной группы ( моносахарид ), двух сахарных групп ( дисахарид ) или нескольких сахарных групп ( олигосахарид ).

Первым идентифицированным гликозидом был амигдалин французскими химиками Пьером Робике и Антуаном Бутроном-Шарларом в 1830 году [5].

Родственные соединения [ править ]

Молекулы, содержащие N-гликозидную связь, известны как гликозиламины и не обсуждаются в этой статье. (Многие авторы в области биохимии называют эти соединения N-гликозидами и группируют их с гликозидами; это считается неправильным названием и не одобряется IUPAC .) Гликозиламины и гликозиды сгруппированы вместе как гликоконъюгаты ; другие гликоконъюгаты включают гликопротеины , гликопептиды , пептидогликаны , гликолипиды и липополисахариды . [ необходима цитата ]

Химия [ править ]

Большая часть химии гликозидов объясняется в статье о гликозидных связях . Например, части гликона и агликона могут быть химически разделены гидролизом в присутствии кислоты и могут быть гидролизованы щелочью . Также существует множество ферментов, которые могут образовывать и разрывать гликозидные связи. Наиболее важными ферментами расщепления являются гликозидгидролазы , а наиболее важными синтетическими ферментами в природе являются гликозилтрансферазы . Были разработаны генетически измененные ферменты, называемые гликозинтазами , которые могут образовывать гликозидные связи с превосходным выходом. [ необходима цитата ]

Есть много способов химического синтеза гликозидных связей. Гликозидирование по Фишеру относится к синтезу гликозидов путем реакции незащищенных моносахаридов со спиртами (обычно в качестве растворителя) в присутствии сильного кислотного катализатора. Реакция Кенигса-Кнорра - это конденсация гликозилгалогенидов и спиртов в присутствии солей металлов, таких как карбонат серебра или оксид ртути . [ необходима цитата ]

Классификация [ править ]

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

По гликону / наличию сахара [ править ]

Если гликоновая группа гликозида представляет собой глюкозу , тогда молекула представляет собой глюкозид ; если это фруктоза , то молекула - фруктозид ; если это глюкуроновая кислота , то это молекула глюкуронида ; и т.д. В организме токсичные вещества часто связываются с глюкуроновой кислотой, что увеличивает их растворимость в воде; полученные глюкурониды затем выводятся. Соединения также можно в целом определять на основе класса гликона; например, биозиды - это гликозиды с дисахаридным (биозным) гликоном.

По типу гликозидной связи [ править ]

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, могут гидролизовать только α-связи; другие, такие как эмульсин , могут 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

Автор aglycone [ править ]

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

Алкогольные гликозиды [ править ]

Примером спиртового гликозида является салицин , который встречается в роду Salix . Салицин превращается в организме в салициловую кислоту , которая тесно связана с аспирином и обладает обезболивающим , жаропонижающим и противовоспалительным действием.

Гликозиды антрахинона [ править ]

Эти гликозиды содержат агликоновую группу, которая является производной антрахинона . Они обладают слабительным действием. В основном они встречаются у двудольных растений, за исключением семейства Liliaceae, которые являются однодольными . Они присутствуют в разновидностях сенны , ревеня и алоэ . Антрон и антранол являются восстановленными формами антрахинона.

Гликозиды кумарина [ править ]

Здесь агликон представляет собой кумарин или его производное. Примером может служить аптерин, который, как сообщается, расширяет коронарные артерии, а также блокирует кальциевые каналы . Другие гликозиды кумарина получают из сушеных листьев Psoralea corylifolia .

Хромонгликозиды [ править ]

В этом случае агликон называется бензо-гамма-пироном.

Цианогенные гликозиды [ править ]

Амигдалин

В этом случае агликон содержит циангидриновую группу. Растения, производящие цианогенные гликозиды, хранят их в вакуоли , но, если растение подвергается нападению, они высвобождаются и активируются ферментами в цитоплазме . Они удаляют сахарную часть молекулы, позволяя структуре циангидрина разрушаться и выделять токсичный 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, образование бутонов , транспорт углерода и азота и, возможно, действуют как антиоксиданты. [6] Производство цианогенных гликозидов - эволюционно законсервированная функция, проявляющаяся у видов столь же старых, как папоротники, и столь же молодых, как покрытосеменные . [6] Эти соединения производятся 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 прунасин , производимые горьким миндальным деревом; Другими видами, производящими цианогенные гликозиды, являются сорго (из которого был впервые выделен дуррин , первый идентифицированный цианогенный гликозид), ячмень , лен , белый клевер и маниока , производящие линамарин и лотаустралин . [6]

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

Некоторые виды бабочек, такие как Dryas iulia и Parnassius smintheus , 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 [ править ]

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

  • Гесперидин (агликон: гесперетин , гликон: рутиноза )
  • Нарингин (агликон: нарингенин , гликон: рутиноза )
  • Рутин (агликон: кверцетин , гликон: рутиноза )
  • Кверцитрин (агликон: кверцетин , гликон: рамноза )

Среди важных эффектов флавоноидов - их антиоксидантный эффект. Также известно, что они уменьшают хрупкость капилляров .

Фенольные гликозиды [ править ]

Здесь агликон представляет собой простую фенольную структуру. Примером может служить арбутин, содержащийся в толокнянке обыкновенной Arctostaphylos uva-ursi . Обладает антисептическим действием при мочеиспускании.

Сапонины [ править ]

Основная статья: Сапонин

Эти составы дают прочную пену при взбалтывании с водой. Они также вызывают гемолиз из красных кровяных клеток . Гликозиды сапонина содержатся в солодке . Их лечебная ценность обусловлена ​​их отхаркивающим , кортикоидным и противовоспалительным действием. Стероидные сапонины, например, в диоскореях дикого ямсе сапогенин диосгенин -в форма его гликозид-диосцина является важным исходным материалом для производства полусинтетических глюкокортикоидов и других стероидных гормонов , таких как прогестерон . В гинзенозидах являютсятритерпеновые гликозиды и сапонины женьшеня из Panax Ginseng CA Meyer (китайский женьшень ) и Panax quinquefolius ( американский женьшень ). В общем, использование термина сапонин в органической химии не рекомендуется, потому что многие компоненты растений могут образовывать пену , а многие тритерпенгликозиды являются амфиполярными при определенных условиях, действуя как поверхностно-активное вещество . Более современное использование сапонинов в биотехнологии - это адъюванты в вакцинах : Quil A и его производное QS-21 , выделенное из коры Quillaja saponaria.Molina для стимуляции как иммунного ответа Th1, так и выработки цитотоксических Т-лимфоцитов (CTL) против экзогенных антигенов, делает их идеальными для использования в субъединичных вакцинах и вакцинах, направленных против внутриклеточных патогенов, а также в терапевтических противораковых вакцинах, но с вышеупомянутой стороной - эффект гемолиза . [10] Сапонины также являются естественными антипротозойными средствами в рубце, которые могут улучшить микробную ферментацию рубца, снижая концентрацию аммиака и производство метана у жвачных животных . [11]

Стероидные гликозиды или сердечные гликозиды [ править ]

Здесь агликоновая часть представляет собой стероидное ядро. Эти гликозиды встречаются в растениях родов Digitalis , Scilla и Strophanthus . Они используются при лечении сердечно - сосудистых заболеваний , например, застойная сердечная недостаточность (исторически , как теперь признан не улучшает выживаемость, другие агенты , в настоящее время предпочтительная [ править ] ) и аритмию .

Стевиоловые гликозиды [ править ]

Основная статья: стевиол гликозид

Эти сладкие гликозиды , обнаруженные в стевии растений стевии Rebaudiana Bertoni имеют 40-300 раз сладость сахарозы . Два основных гликозида, стевиозид и ребаудиозид А, используются в качестве натуральных подсластителей во многих странах. Эти гликозиды содержат стевиол в качестве агликона. Комбинации глюкоза или рамноза- глюкоза связаны с концами агликона с образованием различных соединений.

Иридоидные гликозиды [ править ]

Они содержат группу иридоидов ; например, аукубин , генипозидовая кислота , тевиридозид, логанин , каталпол .

Тиогликозиды [ править ]

Как следует из названия (см. Тио- ), эти соединения содержат серу . Примеры включают синигрин , содержащийся в черной горчице , и синальбин , содержащийся в белой горчице .

См. Также [ править ]

  • Углеводы
  • Углеводная химия
  • Натуральные продукты
  • Гликозилирование
  • Химическое гликозилирование
  • Гликорандомизация

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Brito-Arias, Marco (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. DOI : 10.1016 / 0305-0491 (83) 90041-X .
  3. ^ «Гликозиды» . Золотая книга ИЮПАК - Гликозиды . 2009. DOI : 10,1351 / goldbook.G02661 . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  4. ^ Lindhorst, TK (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 языке). 44 : 352–382.
  6. ^ a b c d e Глидоу, РМ; Мёллер, Б.Л. (2014). «Цианогенные гликозиды: синтез, физиология, фенотипическая пластичность». Ежегодный обзор биологии растений . 65 : 155–85. DOI : 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. DOI : 10.1002 / 14651858.CD005476.pub4 . PMC 6513327 . PMID 25918920 .  
  8. ^ Бенсон, Вудрафф В. (1971). «Доказательства эволюции невкусности посредством отбора родственников у Heliconinae (Lepidoptera)». Американский натуралист . 105 (943): 213–226. DOI : 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 . Проверено 13 ноября 2017 года .
  10. ^ Сунь, Хун-Сян; Се, Юн; Е, И-Пин (2009). «Достижения в адъювантах на основе сапонинов» . Вакцина . 27 (12): 1787–1796. DOI : 10.1016 / j.vaccine.2009.01.091 . PMID 19208455 . Архивировано из оригинала на 2017-10-08 . Проверено 8 апреля 2014 . 
  11. ^ Патра, AK; Саксена, Дж. (2009). «Эффект и механизм действия сапонинов на микробные популяции и ферментацию в рубце и продукцию жвачных животных» . Обзоры исследований питания . 22 (2): 204–209. DOI : 10.1017 / S0954422409990163 . PMID 20003589 . 


Внешние ссылки [ править ]

  • Определение гликозидов из Компендиума химической терминологии ИЮПАК , « Золотая книга »
  • Правила наименования гликозидов ИЮПАК