Гликозид

редактировать
Молекула, в которой сахар связан с другой функциональной группой Салицин, гликозид, связанный с аспирином Химическая структура олеандрин, сердечный гликозид

В химии гликозидпредставляет собой молекула, 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 гидролизом фермента , который вызывает отщепление сахарной части, делая химическое вещество доступным для использования. Многие такие растительные гликозиды используются как лекарства. Некоторые виды бабочки Heliconius способны включать эти растительные соединения в качестве одной из форм химической защиты от хищников. У животных и людей яды часто связываются с молекулами сахара в процессе их выведения из организма.

Формально гликозид представляет собой любую молекулу, в которой группа сахара связана через свой аномерный углерод с другой группой через гликозидную связь. Гликозиды могут быть связаны через O- (O-гликозид ), N- (a гликозиламин ), S- (a тиогликозид ) или C- (C-гликозид ) гликозидная связь. Согласно IUPAC, название «C-гликозид» является неправильным употреблением ; предпочтительным термином является «C-гликозильное соединение». Данное определение используется IUPAC, который рекомендует проекцию Хаворта для правильного назначения стереохимических конфигураций. Многие авторы дополнительно требуют, чтобы сахар был связан с не сахаром, чтобы молекула считалась гликозидом, исключая, таким образом, полисахариды. Тогда сахарная группа известна как гликон, а несахарная группа - как агликон или гениновая часть гликозида. Гликон может состоять из одной сахарной группы (моносахарид ) или нескольких сахарных групп (олигосахарид ).

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

Содержание

  • 1 По теме соединения
  • 2 Химия
  • 3 Классификация
    • 3.1 По гликону / наличию сахара
    • 3.2 По типу гликозидной связи
    • 3.3 По агликону
      • 3.3.1 Спиртовые гликозиды
      • 3.3.2 Антрахиноновые гликозиды
      • 3.3.3 Кумариновые гликозиды
      • 3.3.4 Хромоновые гликозиды
      • 3.3.5 Цианогенные гликозиды
      • 3.3.6 Флавоноидные гликозиды
      • 3.3.7 Фенольные гликозиды
      • 3.3.8 Сапонины
      • 3.3.9 Стероидные гликозиды или сердечные гликозиды
      • 3.3.10 Стевиолгликозиды
      • 3.3.11 Иридоидные гликозиды
      • 3.3.12 Тиогликозиды
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Родственные соединения

Молекулы, содержащие N-гликозидную связь, известны как гликозиламины и не обсуждаются в этой статье. (Многие авторы в биохимии называют эти соединения N-гликозидами и группируют их с гликозидами; это считается неправильным и не одобряется IUPAC.) 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 гликозидных связях. Например, части гликона и агликона могут быть химически разделены посредством гидролиза 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, названные гликозинтазами, которые могут образовывать гликозидные связи с превосходным выходом.

Существует 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 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 / присутствию сахара

Если гликоновая группа гликозида представляет собой глюкозу, то молекула представляет собой глюкозид ; если это фруктоза, тогда молекула представляет собой фруктозид ; если это глюкуроновая кислота, то молекула представляет собой 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, могут гидролизовать только α-связи; другие, такие как эмульсин, могут влиять только на β-связи.

Между гликоном и агликоном присутствуют четыре типа связей:

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

По агликону

Гликозиды также классифицируются в соответствии с химической природой агликона. Для целей биохимии и фармакологии это наиболее полезная классификация.

Спиртовые гликозиды

Примером спиртового гликозида является салицин, который встречается в роду Salix. Салицин в организме превращается в салициловую кислоту, которая тесно связана с аспирином и имеет анальгетик, жаропонижающий и противовоспалительные эффекты.

Антрахиноновые гликозиды

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

Гликозиды кумарина

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.

Хромоновые гликозиды

В этом случае агликон называется бензо-гамма-пироном.

Цианогенные гликозиды

Амигдалин

В этом случае агликон содержит группу циангидрина. Растения, производящие цианогенные гликозиды, сохраняют их в вакуоли, но, если растение подвергается атаке, 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 нормальных условиях.

Помимо того, что они играют роль в отпугивании травоядных, у некоторых растений они контролируют прорастание, образование бутонов, углерод и перенос азота и, возможно, действуют как антиоксиданты. Производство цианогенных гликозидов является эволюционно законсервированной функцией, проявляющейся у видов столь же старых, как папоротники, и таких недавних, как покрытосеменные. Эти соединения производят около 3000 видов; в экранах они обнаруживаются примерно в 11% культурных растений, но только в 5% растений в целом - кажется, люди выбрали их для них.

Примеры включают амигдалин и пруназин которые сделаны из дерева горького миндаля ; другие виды, которые продуцируют цианогенные гликозиды, - это сорго (из которого впервые был выделен дуррин, первый идентифицированный цианогенный гликозид), ячмень, лен, клевер белый и маниока, которые производят линамарин и лотаустралин.

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

Некоторые виды бабочек, такие как Dryas iulia и Parnassius smintheus, эволюционировали, чтобы использовать цианогенные гликозиды, содержащиеся в их растениях-хозяевах, в качестве форма защиты от хищников за счет их неприятного вкуса.

Флавоноидные гликозиды

Здесь агликон представляет собой флавоноид. Примеры этой большой группы гликозидов включают:

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

Фенольные гликозиды

Здесь агликон представляет собой простую фенольную структуру. Примером является арбутин, обнаруженный в толокнянке обыкновенной Arctostaphylos uva-ursi. Он имеет мочевой антисептический эффект.

Сапонины

Эти соединения образуют стойкую пену при встряхивании с водой. Они также вызывают гемолиз эритроцитов. Сапониновые гликозиды содержатся в лакрице. Их лечебная ценность обусловлена ​​их отхаркивающим и кортом icoid и противовоспалительное эффекты. Стероидные сапонины, например, в Dioscorea диком ямсе сапогенин диосгенин - в форме его гликозиддиосцина - является важным исходным материалом. для производства полусинтетических глюкокортикоидов и других стероидных гормонов, таких как прогестерон. гинзенозиды представляют собой тритерпеновые гликозиды и сапонины женьшеня из Panax Ginseng C.A. Meyer (китайский женьшень ) и Panax quinquefolius (американский женьшень ). В целом использование термина сапонин в органической химии не рекомендуется, поскольку многие компоненты растений могут давать пену, а многие тритерпен -гликозиды при определенных условиях являются амфиполярными, действуя как 16>поверхностно-активное вещество. Более современные применения сапонинов в биотехнологии - это адъюванты в вакцинах : Quil A и его производное QS-21, выделенное из коры. из Quillaja saponaria Molina, для стимуляции как иммунного ответа Th1, так и продукции цитотоксических Т-лимфоцитов (CTL) против экзогенных антигенов, делают их идеальными для использования в субъединичных вакцинах и вакцины, направленные против внутриклеточных патогенов, а также для терапевтических противораковых вакцин, но с вышеупомянутым побочным эффектом гемолиз. Сапонины также являются природными антипротозойными агентами рубца, которые могут улучшать микробную ферментацию рубца, снижая концентрацию аммиака и продукцию метана у жвачных животных.

Стероидные гликозиды или сердечные гликозиды

Здесь агликоновая часть - это стероидное ядро. Эти гликозиды обнаружены в родах растений Digitalis, Scilla и Strophanthus. Они используются при лечении сердечных заболеваний, например, застойной сердечной недостаточности (исторически признано, что не улучшает выживаемость; теперь предпочтительны другие агенты) и аритмии.

Стевиоловые гликозиды

Эти сладкие гликозиды, обнаруженные в стевии растении Stevia rebaudiana Bertoni, имеют в 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 агликоновой части. Комбинации глюкоза или рамноза -глюкоза связаны с концами агликона с образованием различных соединений.

Иридоидные гликозиды

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

тиогликозиды

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

См. Также

Ссылки

.

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-21 11:25:53
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте