Glykosid, široce definovaný, je jakákoli molekula obsahující sacharidovou část (cukr) vázanou na nějakou jinou část, u které některé autority, ale ne všechny, vyžadují, aby byla necukernou částí.

Formálně je glykosid jakákoli molekula, ve které je cukerná skupina vázána přes svůj anomerní uhlík na jinou skupinu prostřednictvím O-glykosidické vazby nebo S-glykosidické vazby; glykosidy zahrnující posledně jmenované se také nazývají thioglykosidy. Uvedená definice je definice používaná IUPAC. Mnozí autoři navíc požadují, aby byl cukr vázán na necukr, aby se molekula kvalifikovala jako glykosid, čímž vylučují polysacharidy. Cukerná skupina se pak označuje jako glykon a necukerná skupina jako aglykon nebo geninová část glykosidu. Glykon se může skládat z jedné cukerné skupiny (monosacharid) nebo z několika cukerných skupin (oligosacharid).

Glykosidy hrají v živých organismech řadu důležitých rolí. Mnoho rostlin uchovává důležité chemické látky ve formě neaktivních glykosidů; pokud jsou tyto chemické látky potřeba, glykosidy se dostanou do kontaktu s vodou a enzymem a cukerná část se odštěpí, čímž je chemická látka k dispozici pro použití. Mnoho takových rostlinných glykosidů se používá jako léky. U živočichů (včetně lidí) se jedy často vážou na molekuly cukru, aby se odstranily z těla.

Přehled

Glykosidy byly původně definovány jako smíšené acetaly (molekula se dvěma jednovaznými oxygeny připojenými ke stejnému atomu uhlíku), které vznikly z cyklických forem monosacharidů tak, že došlo k připojení glykosylové skupiny k neacylové skupině (RO) (BCS 1996; IUPAC 1997a). Vazba mezi skupinou -OR a glykosylovou skupinou se nazývá glykosidická vazba.

Později však byl termín glykosid rozšířen nejen na ty sloučeniny, kde je anomerní hydroxyskupina nahrazena skupinou -OR, ale i na ty, kde je nahrazující skupina -SR (thiogrlykosidy), -SeR (selenoglykosidy), -NR1R2 (N-glykosidy) a dokonce -CRR1R2R3 (C-glykosidy). Například S-glykosidická vazba je taková, kde je anomerní uhlík cukru vázán na jinou skupinu prostřednictvím atomu síry (nikoli kyslíku), na rozdíl od O-glykosidické vazby, kde je anomerní uhlík cukru vázán na jinou skupinu prostřednictvím atomu kyslíku. V případě N-glykosidické vazby je anomerní uhlík vázán na jinou skupinu prostřednictvím atomu dusíku. Existuje také C-glykosidická vazba, což je jednoduše kovalentní vazba mezi cukrem a aglykonem. Nicméně termíny N-glykosid a C-glykosid, ačkoli jsou široce používány, jsou považovány za nesprávné; thioglykosidy a selenoglykosidy jsou považovány za legitimní obecné termíny (BCS 1996). Molekuly obsahující N-glykosidickou vazbu jsou známé jako glykosylaminy a v tomto článku se jimi nezabýváme.

U přirozeně se vyskytujících glykosidů se sacharidová rezidua označují jako glykon a sloučenina ROH, ze které byla sacharidová rezidua odštěpena, se označuje jako aglykon (nebo aglykon) (BCS 1996).

Hydrolyza a syntéza

Glykonovou a aglykonovou část lze chemicky oddělit hydrolýzou v přítomnosti kyseliny. Existuje také řada enzymů, které mohou vytvářet a rozbíjet glykosidické vazby. Nejdůležitějšími štěpícími enzymy jsou glykosidhydrolasy a nejdůležitějšími syntetickými enzymy v přírodě jsou glykosyltransferasy. Byly vyvinuty mutantní enzymy označované jako glykosyntázy, které mohou tvořit glykosidické vazby s vynikajícím výtěžkem.

Existuje velké množství způsobů chemické syntézy glykosidických vazeb. Fischerova glykosidace označuje syntézu glykosidů reakcí nechráněných monosacharidů s alkoholy (obvykle jako rozpouštědlo) v přítomnosti silného kyselého katalyzátoru. Koenigsova-Knorrova reakce je kondenzace glykosylhalogenidů a alkoholů v přítomnosti solí kovů, jako je uhličitan stříbrný nebo oxid rtuťnatý.

Klasifikace

Glykosidy lze klasifikovat podle glykonu, podle typu glykosidické vazby a podle aglykonu.

Podle glykonu

Je-li glykonovou skupinou glykosidu glukosa, pak je molekula glukosid; je-li to fruktosa, pak je molekula fruktosid. Jinými slovy, koncové -e- v názvu příslušné cyklické formy monosacharidu je nahrazeno -ide-. Dále, pokud se jedná o kyselinu glukuronovou, pak je molekula glukuronidem atd. V těle se toxické látky často vážou na kyselinu glukuronovou, aby se zvýšila jejich rozpustnost ve vodě; vzniklé glukuronidy se pak vylučují.

Dle typu glykosidické vazby

V závislosti na tom, zda glykosidická vazba leží „nad“ nebo „pod“ rovinou cyklické molekuly cukru, se glykosidy klasifikují jako α-glykosidy nebo β-glykosidy. Některé enzymy, například α-amyláza, mohou hydrolizovat pouze α-vazby, jiné, například emulsin, mohou ovlivňovat pouze β-vazby.

Dle aglykonu

Glykosidy se také klasifikují podle chemické povahy aglykonu. Pro účely biochemie a farmakologie je tato klasifikace nejužitečnější.

Alkoholové glykosidy

Příkladem alkoholového glykosidu je salicin, který se vyskytuje v rodu Salix (vrby). Salicin se v těle přeměňuje na kyselinu salicylovou, která je blízce příbuzná aspirinu a má analgetické, antipyretické a protizánětlivé účinky.

Antrachinonové glykosidy

Tyto glykosidy obsahují aglykonovou skupinu, která je derivátem antrachinonu. Jsou přítomny v senně, rebarboře a aloe; mají projímavý účinek.

Kumarinové glykosidy

V tomto případě je aglykonem kumarin. Příkladem je apterin, o kterém se uvádí, že rozšiřuje koronární tepny a také blokuje vápníkové kanály. Ty získané ze sušených listů Psoralia corylifolia mají hlavní glykosidy psoralin a korylifolin.

Kyanogenní glykosidy

V tomto případě aglykon obsahuje kyanidovou skupinu a glykosid může uvolňovat jedovatý kyanovodík, pokud na něj působí nějaký enzym. Příkladem je amygdalin z mandlí. Kyanogenní glykosidy lze nalézt v plodech (a vadnoucích listech) čeledi růžovitých (včetně třešní, jablek, švestek, mandlí, broskví, meruněk, malin a rynglí). Maniok, důležitá potravinářská rostlina v Africe a Jižní Americe, obsahuje kyanogenní glykosidy, a proto se musí před konzumací omýt a rozemlít pod tekoucí vodou. Čirok dvoubarevný (Sorghum bicolor) exprimuje kyanogenní glykosidy ve svých kořenech, a proto je odolný vůči škůdcům, jako jsou kořenoví červi (Diabrotica spp.), kteří sužují příbuznou kukuřici (Zea mays L.).

Flavonoidní glykosidy

V tomto případě je aglykon flavonoid. Jedná se o velkou skupinu flavonoidních glykosidů. Příklady zahrnují:

• Hesperidin (aglykon: Hesperetin, glykon: Rutinosa)
• Naringin (aglykon: Naringenin, glykon: Rutinosa)
• Rutin (aglykon: (aglykon: kvercetin, glykon: rutinóza)
• Quercitrin (aglykon: kvercetin, glykon: ramnóza)

Mezi důležité účinky flavonoidů patří jejich antioxidační účinek. Je o nich také známo, že snižují křehkost kapilár.

Fenolické glykosidy (jednoduché)

Zde je aglykon jednoduché fenolické struktury. Příkladem je arbutin, který se nachází v medvědici lékařské Arctostaphylos uva-ursi. Má antiseptický účinek na močové cesty. rutin se nachází v čaji rooibos.

Saponiny

Tyto sloučeniny dávají při protřepání s vodou trvalou pěnu. Způsobují také hemolýzu červených krvinek. Saponinové glykosidy se nacházejí v lékořici. Jejich léčivá hodnota je dána jejich expektoračním účinkem.

Steroidní glykosidy neboli srdeční glykosidy

Zde je aglykonovou částí steroidní jádro. Tyto glykosidy se vyskytují v rostlinách rodů Digitalis, Scilla a Strophanthus. Používají se při léčbě srdečních onemocnění, jako je městnavé srdeční selhání (historicky, ale nyní není uznáváno, že by zlepšovaly schopnost přežití; nyní se dává přednost jiným látkám) a arytmie.

Steviolové glykosidy

Tyto sladké glykosidy, které se nacházejí v rostlině Stevia rebaudiana bertoni, mají 40 až 300krát vyšší sladivost než sacharóza. Dva základní glykosidy, steviosid a rebaudiosid A, se v mnoha zemích používají jako přírodní sladidla. Tyto glykosidy mají jako aglykonovou část steviol. Na konce aglykonu se váže glukosa nebo kombinace rhamnosy a glukosy, čímž vznikají různé sloučeniny.

Tioglykosidy

Jak název napovídá, tyto sloučeniny obsahují síru. Příkladem je sinigrin, který se nachází v černé hořčici, a sinalbin, který se nachází v bílé hořčici.

• Biologické a chemické vědy (BCS), University of London. 1996. 2-Carb-33: Glykosidy a glykosylové sloučeniny. Biologické a chemické vědy, Londýnská univerzita. Získáno 22. září 2008.
• Brito-Arias, M. 2007. Syntéza a charakterizace glykosidů. New York: Springer. ISBN 9780387262512.
• Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (IUPAC). 1997a. Glykosidy. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2. vydání. („Zlatá kniha“). Sestavili A. D. McNaught a A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. Získáno 22. září 2008.
• Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii (IUPAC). 1997b. Glykosylová skupina. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2. vydání. Sestavili A. D. McNaught a A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. XML on-line opravená verze (2006-) vytvořili M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; aktualizace sestavil A. Jenkins. Získáno 22. září 2008.