GLYCOSIDE: SỰ HÌNH THÀNH, CHỨC NĂNG VÀ CÁC LOẠI / NHÓM - SINH HỌC - 2026

Các glycosid là các chất chuyển hóa thực vật được liên kết với mono- hoặc oligosaccharid thông qua các liên kết glycosidic, là các chất chuyển hóa được glycosyl hóa. Chúng thuộc về họ glycoside hóa học, bao gồm tất cả các hợp chất hóa học gắn với cặn đường.

Trong cấu trúc điển hình của phân tử glycoside, người ta nhận ra hai vùng: algicone và glycone. Vùng tạo thành phần dư saccharide được gọi là glycon và vùng tương ứng với phân tử không saccharide được gọi là phần aglycone.

Cấu trúc của glycoside (Nguồn: Yikrazuul qua Wikimedia Commons)

Thông thường, thuật ngữ "glucoside" được sử dụng để chỉ thực tế là các phân tử glucose được giải phóng trong quá trình thủy phân các hợp chất này, tuy nhiên, các thành viên của cùng một họ phân tử có dư lượng của các loại đường khác như rhamnose, galactose. hoặc mannose, trong số những người khác.

Danh pháp của glycoside thường biểu thị bản chất của vùng aglycone của chúng. Những tên có tận cùng là "-ina" được dành cho các hợp chất chứa nitơ, trong khi các ancaloit được đặt tên với hậu tố "-ósido".

Những hậu tố này thường đi kèm với gốc của tên Latinh của nguồn gốc thực vật, nơi các phân tử được mô tả lần đầu tiên và tiền tố "gluco-" thường được thêm vào.

Liên kết glycosidic giữa các phần glycon và aglycone có thể xảy ra giữa hai nguyên tử cacbon (C-glucozit) hoặc nguyên tử oxy (O-glucozit) có thể tham gia, do đó tính ổn định của chúng chống lại sự thủy phân bằng enzym hoặc hóa học sẽ phụ thuộc.

Sự phong phú tương đối của glycoside trong thực vật hạt kín cao hơn nhiều so với thực vật hạt trần và nó đã được chứng minh rằng đối với một số loài đơn tính và một số trường hợp ngoại lệ, không có sự khác biệt lớn về số lượng và loại glycoside được tìm thấy.

Điều quan trọng là phải nhấn mạnh sự đa dạng và tính không đồng nhất của nhóm hợp chất này, vì danh tính của mỗi hợp chất sẽ phụ thuộc vào phần aglycone, vốn rất thay đổi.

Đào tạo

Quá trình sinh tổng hợp hoặc hình thành các hợp chất glycosidic (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) trong thực vật phụ thuộc vào loại glycoside được xem xét, và ở thực vật, tốc độ sinh tổng hợp của chúng thường phụ thuộc vào điều kiện. thuộc về môi trường

Ví dụ, glycoside cyanogenic được tổng hợp từ các tiền chất axit amin, bao gồm L-tyrosine, L-valine, L-isoleucine và L-phenylalanine. Các axit amin được hydroxyl hóa để tạo thành các axit amin N-hydroxyl, sau đó được chuyển thành các aldoxim, sau đó được chuyển thành nitril.

Nitril được hydroxyl hóa để tạo thành α-hydroxynitril, có thể được glycosyl hóa để tạo thành cyanogenic glucoside tương ứng. Hai cytochromes đa chức năng được gọi là enzym P450 và glycosyltransferase tham gia vào con đường sinh tổng hợp này.

Phần lớn, các con đường sinh tổng hợp glycoside bao gồm sự tham gia của các enzyme glycosyltransferase, có khả năng chuyển một cách chọn lọc các gốc carbohydrate từ chất trung gian được kích hoạt bởi phân tử UDP, đến phần aglycone tương ứng.

Việc chuyển các loại đường hoạt hóa, chẳng hạn như UDP-glucose, sang gốc aglycone chấp nhận giúp ổn định, giải độc và hòa tan các chất chuyển hóa trong các bước cuối cùng của con đường sản xuất chất chuyển hóa thứ cấp.

Do đó, các enzym glycosyltransferase chịu trách nhiệm tạo ra nhiều loại glycosid trong thực vật và vì lý do này mà chúng đã được nghiên cứu rộng rãi.

Một số phương pháp tổng hợp in vitro tồn tại để thu được các dẫn xuất glycoside từ thực vật liên quan đến hệ thống thủy phân ngược hoặc chuyển hóa glycosyl hóa của các hợp chất.

Chức năng

Ở thực vật, một trong những chức năng chính của glycoside flavonoid là bảo vệ chống lại tia cực tím, chống côn trùng và chống lại nấm, vi rút và vi khuẩn. Chúng đóng vai trò như chất chống oxy hóa, chất thu hút thụ phấn và chất kiểm soát hormone thực vật.

Các chức năng khác của glycoside flavonoid bao gồm kích thích sản sinh nốt sần của các loài vi khuẩn thuộc giống Rhizobium. Chúng có thể tham gia vào quá trình ức chế enzym và là tác nhân gây dị ứng. Do đó, chúng cũng cung cấp một hàng rào bảo vệ hóa học chống lại động vật ăn cỏ.

Nhiều glycoside, khi bị thủy phân, tạo ra dư lượng glucose có thể được thực vật sử dụng làm chất nền trao đổi chất để sản xuất năng lượng hoặc thậm chí để hình thành các hợp chất cấu trúc quan trọng trong tế bào.

Nói một cách nhân văn, chức năng của các hợp chất này rất đa dạng, vì trong khi một số được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, một số khác được sử dụng trong ngành dược phẩm để thiết kế thuốc điều trị tăng huyết áp, rối loạn tuần hoàn, chất chống ung thư, v.v.

Loại / nhóm

Việc phân loại glycoside có thể được tìm thấy trong tài liệu dựa trên các phần không saccharide (aglycones) hoặc dựa trên nguồn gốc thực vật của chúng. Sau đây là hình thức phân loại dựa trên phần aglycone.

Các nhóm glycoside chính tương ứng với glycoside tim, glycoside cyanogenic, glucosinolate, saponin và glycoside anthraquinone. Một số flavonoid cũng thường xuất hiện dưới dạng glycosid.

Glycosides tim

Các phân tử này thường được cấu tạo từ một phân tử (vùng aglycone) có cấu trúc là steroid. Chúng có mặt trong các cây thuộc họ Scrophulariaceae, đặc biệt là Digitalis purpurea, cũng như trong họ Convallariaceae với Convallaria majalis là một ví dụ điển hình.

Loại glycoside này có tác dụng ức chế tiêu cực đối với bơm natri / kali ATPase trong màng tế bào, đặc biệt có nhiều trong tế bào tim, vì vậy việc ăn phải thực vật có các hợp chất thứ cấp này có ảnh hưởng trực tiếp đến tim; do đó tên của nó.

Glycoside cyanogenic

Chúng được định nghĩa về mặt hóa học là các glycoside α-hydroxy nitril, có nguồn gốc từ các hợp chất axit amin. Chúng có mặt trong các loài hạt kín thuộc họ Rosaceae, đặc biệt ở các loài thuộc chi Prunus, cũng như trong họ Poaceae và các loài khác.

Người ta đã xác định được rằng đây là một phần của các hợp chất độc đặc trưng của một số giống Manihot esculenta, được biết đến nhiều hơn ở Nam Mỹ như sắn, yucca hoặc sắn. Tương tự như vậy, chúng có nhiều trong hạt táo và các loại hạt như hạnh nhân.

Quá trình thủy phân các chất chuyển hóa thứ cấp này kết thúc bằng việc tạo ra axit hydrocyanic. Khi thủy phân bằng enzym, phần glycon và aglycone được tách ra, phần sau có thể được phân loại là béo hoặc thơm.

Phần glycone của glycoside cyanogenic thường là D-glucose, mặc dù gentobiose, primeverose, và các chất khác cũng đã được nhìn thấy, hầu hết được liên kết bằng liên kết β-glucosidic.

Tiêu thụ thực vật có glycoside cyanogenic có thể có những tác động tiêu cực, bao gồm can thiệp vào việc sử dụng iốt, dẫn đến suy giáp.

Glucosinolates

Cơ sở của cấu trúc aglycone của nó được tạo thành từ các axit amin chứa lưu huỳnh, đó là lý do tại sao chúng còn có thể được gọi là thioglycoside. Họ thực vật chính liên quan đến việc sản xuất glucosinolate là họ Brassicaceae.

Trong số các tác động tiêu cực đối với các sinh vật ăn những cây này là kích hoạt sinh học gan của các chất gây ung thư trong môi trường, là sản phẩm của các tác động phức tạp lên các đồng dạng của cytochrome P450. Ngoài ra, các hợp chất này có thể gây kích ứng da, gây suy giáp và bệnh gút.

Saponin

Nhiều hợp chất "tạo xà phòng" là glycoside. Phần aglycone của saponin glycosidic bao gồm triterpenoid pentacyclic hoặc steroid tetracyclic. Chúng không đồng nhất về cấu trúc, nhưng có các đặc điểm chung về chức năng.

Trong cấu trúc của chúng, chúng có các phần glycone ưa nước cao và các vùng aglycone kỵ nước mạnh, cung cấp các đặc tính nhũ hóa, vì vậy chúng có thể được sử dụng làm chất tẩy rửa.

Saponin có mặt trong một loạt các họ thực vật, trong số đó có các loài thuộc họ Liliaceae, ví dụ như loài Narthecium ossifragum.

Anthraquinone glycoside

Chúng ít phổ biến hơn trong giới thực vật so với các glycoside khác được đề cập ở trên. Chúng có mặt trong Rumex crispus và các loài thuộc chi Rheum. Tác dụng của việc ăn vào tương ứng với sự bài tiết quá mức nước và chất điện giải kèm theo nhu động ruột.

Flavonoid và pro-anthocyanins

Nhiều flavonoid và các oligome của chúng, pro-anthocyanins, xuất hiện dưới dạng glycoside. Những sắc tố này rất phổ biến ở phần lớn giới thực vật, ngoại trừ tảo, nấm và một số loài cá sừng.

Chúng có thể tồn tại trong tự nhiên dưới dạng C- hoặc O-glucosit, tùy thuộc vào bản chất của liên kết glycosidic xảy ra giữa vùng glycon và algicone, vì vậy một số có khả năng chống thủy phân hóa học hơn những loại khác.

Cấu trúc aglycone của flavonoid C-glucoside tương ứng với ba vòng với một số nhóm phenolic cung cấp cho chúng đặc tính của chất chống oxy hóa. Sự liên kết của nhóm saccharide với vùng aglycone xảy ra thông qua liên kết carbon-carbon giữa carbon anomeric của đường và carbon C6 hoặc C8 của nhân thơm của flavonoid.

Người giới thiệu

1. Conn, EE (1979). Sinh tổng hợp Glycoside Cyanogenic. Naturwissenschaosystem, 66, 28–34.
2. Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, CE, Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Sinh tổng hợp Nitrile Glucosides Rhodiocyanoside A và D và Cyanogenic Glucosides Lotaustralin và Linamarin trong Lotus japonicus. Plant Physiology, 135 (tháng 5), 71–84.
3. Markham, KR (1989). Các phương pháp trong Hóa sinh thực vật. 6. Flavones, Flavonols và Glycoside của chúng (Tập 1). BÁO CHÍ HỌC VIỆN CÓ HẠN CHẾ. Lấy từ www.dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-461011-8.50012-3
4. Peng, L., Peng, L., Kawagoe, Y., Hogan, P., & Delmer, D. (2002). Sitosterol B-glucoside làm mồi cho sự tổng hợp cellulose ở thực vật. Khoa học, 295, 147-150.
5. Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). Hệ gen chức năng phát hiện ra ba glucosyltransferase liên quan đến quá trình tổng hợp các glucoside ngọt chính của Stevia rebaudiana. Tạp chí Thực vật, 41, 56–67.
6. Swain, T. (1963). Phân loại thực vật hóa học. London: Nhà xuất bản Học thuật.
7. van Rantwijk, F., Oosterom, MW, & Sheldon, RA (1999). Glycosidase xúc tác tổng hợp các alkyl glycoside. Tạp chí Xúc tác Phân tử B: Enzym, 6, 511–532.
8. Vetter, J. (2000). Glycoside cyanogenic thực vật. Độc tố, 38, 11–36.
9. Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Thủy phân tự phát các Glycoside. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814-6815.