A glikozid tágan értelmezve olyan molekula, amely egy szénhidrátrészt (cukrot) tartalmaz valamilyen más részhez kötve, amely egyes hatóságok, de nem mindegyik előírása szerint nem cukorrész.

Formálisan a glikozid minden olyan molekula, amelyben egy cukorcsoport az anomer szénatomján keresztül egy másik csoporthoz kötődik O-glikozidos kötéssel vagy S-glikozidos kötéssel; az utóbbiakat tartalmazó glikozidokat tioglikozidoknak is nevezik. A megadott meghatározás az IUPAC által használt meghatározás. Sok szerző megköveteli továbbá, hogy a cukor egy nem cukorhoz legyen kötve ahhoz, hogy a molekula glikozidnak minősüljön, így kizárva a poliszacharidokat. A cukorcsoportot ekkor glikonnak, a nem-cukrot tartalmazó csoportot pedig a glikozid aglikon vagy genin részének nevezik. A glikon állhat egyetlen cukorcsoportból (monoszacharid) vagy több cukorcsoportból (oligoszacharid).

A glikozidok számos fontos szerepet játszanak az élő szervezetekben. Sok növény fontos vegyi anyagokat tárol inaktív glikozidok formájában; ha ezekre a vegyi anyagokra szükség van, a glikozidokat vízzel és egy enzimmel hozzák kapcsolatba, és a cukorrész lebomlik, így a vegyi anyag felhasználhatóvá válik. Sok ilyen növényi glikozidot gyógyszerként használnak. Az állatokban (beleértve az embert is) a mérgeket gyakran cukormolekulákhoz kötik, hogy eltávolítsák őket a szervezetből.

Áttekintés

A glikozidokat eredetileg vegyes acetálokként definiálták (olyan molekula, amelyben két egyszeresen kötött oxigén kapcsolódik ugyanahhoz a szénatomhoz), amelyek monoszacharidok ciklikus formáiból keletkeztek, úgy, hogy egy glikozilcsoport egy nem acilcsoporthoz (RO) kapcsolódott (BCS 1996; IUPAC 1997a). A -OR csoport és a glikozilcsoport közötti kötést glikozidos kötésnek nevezik.

Később azonban a glikozid fogalmát kiterjesztették azokon a vegyületeken túl, ahol az anomer hidroxilcsoportot -OR csoporttal helyettesítik, olyanokra is, amelyekben a helyettesítő csoport -SR (tiogrlikozidok), -SeR (szelenoglikozidok), -NR1R2 (N-glikozidok), sőt -CRR1R2R3 (C-glikozidok). Az S-glikozidos kötés például olyan kötés, ahol a cukor anomer szénatomja egy kénatomon (és nem oxigénatomon) keresztül kötődik egy másik csoporthoz, ellentétben az O-glikozidos kötéssel, ahol a cukor anomer szénatomja egy oxigénatomon keresztül kötődik egy másik csoporthoz. N-glikozidos kötésről akkor beszélünk, ha az anomer szén egy nitrogénatomon keresztül kötődik egy másik csoporthoz. Létezik C-glikozidos kötés is, amely egyszerűen kovalens kötés egy cukor és egy aglikon között. Az N-glikozid és a C-glikozid kifejezések azonban, bár széles körben használatosak, helytelennek számítanak; a tioglikozidok és a szelenoglikozidok jogos általános kifejezéseknek számítanak (BCS 1996). Az N-glikozidos kötést tartalmazó molekulákat glikozilaminoknak nevezik, és e cikk nem tárgyalja őket.

A természetben előforduló glikozidokban a szénhidrátrezidenst glikonnak, a ROH vegyületet pedig, amelyből a szénhidrátrezidenst leválasztották, aglikonnak (vagy aglikonnak) nevezik (BCS 1996).

Hidrolízis és szintézis

A glikon és aglikon részek kémiailag szétválaszthatók sav jelenlétében végzett hidrolízissel. Számos enzim is képes glikozidos kötések kialakítására és felbontására. A legfontosabb hasító enzimek a glikozid-hidrolázok, a természetben a legfontosabb szintetikus enzimek pedig a glikoziltranszferázok. Kifejlesztettek olyan mutáns enzimeket, úgynevezett glikoszintázokat, amelyek kiváló hozammal képesek glikozidos kötéseket képezni.

A glikozidos kötések kémiai szintézisének nagyon sok módja van. A Fischer-glikozidálás a glikozidok szintézisét jelenti védtelen monoszacharidok reakciójával alkoholokkal (általában oldószerként) erős savas katalizátor jelenlétében. A Koenigs-Knorr-reakció glikozilhalogenidek és alkoholok kondenzációja fémsók, például ezüstkarbonát vagy higany-oxid jelenlétében.

osztályozás

A glikozidokat a glikon, a glikozidos kötés típusa és az aglikon szerint osztályozhatjuk.

Glikon szerint

Ha egy glikozid glikoncsoportja glükóz, akkor a molekula glükozid; ha fruktóz, akkor a molekula fruktozid. Más szóval, a monoszacharid megfelelő ciklikus formájának nevében a terminális -e- helyett -ide- áll. Továbbá, ha glükuronsav, akkor a molekula glükuronid, és így tovább. A szervezetben a toxikus anyagokat gyakran kötik glükuronsavhoz, hogy növeljék vízoldhatóságukat; az így keletkező glükuronidok aztán kiválasztódnak.

A glikozidos kötés típusa szerint

A glikozidokat aszerint, hogy a glikozidos kötés a ciklikus cukormolekula síkja “felett” vagy “alatt” helyezkedik el, α-glikozidoknak vagy β-glikozidoknak osztályozzák. Egyes enzimek, mint például az α-amiláz, csak az α-kötéseket képesek hidrolizálni; mások, mint például az emulszin, csak a β-kötéseket képesek befolyásolni.

Aglikon szerint

A glikozidokat az aglikon kémiai jellege szerint is osztályozzák. Biokémiai és farmakológiai célokra ez a leghasznosabb osztályozás.

Az alkoholos glikozidok

Az alkoholos glikozidra példa a szalicin, amely a Salix (fűzfák) nemzetségben található. A szalicin a szervezetben szalicilsavvá alakul át, amely az aszpirinnel közeli rokonságban áll, és fájdalomcsillapító, lázcsillapító és gyulladáscsökkentő hatású.

Az antrakinon-glikozidok

Ezek a glikozidok egy aglikoncsoportot tartalmaznak, amely az antrakinon származéka. Jelen vannak a szennában, a rebarbarában és az aloéban; hashajtó hatásúak.

Kumarin-glikozidok

Ez esetben az aglikon a kumarin. Ilyen például az apterin, amely állítólag tágítja a koszorúereket, valamint blokkolja a kalciumcsatornákat. A Psoralia corylifolia szárított leveleiből nyertek fő glikozidjai a psoralin és a corylifolin.

Cyanogén glikozidok

Ez esetben az aglikon cianidcsoportot tartalmaz, és a glikozid mérgező hidrogén-cianidot szabadíthat fel, ha valamilyen enzim hat rá. Ilyen például a mandulából származó amygdalin. A cianogén glikozidok megtalálhatók a rózsafélék családjának gyümölcseiben (és hervadó leveleiben) (beleértve a cseresznyét, az almát, a szilvát, a mandulát, az őszibarackot, a sárgabarackot, a málnát és a rákot). Az Afrikában és Dél-Amerikában fontos élelmiszernövénynek számító manióka cianogén glikozidokat tartalmaz, ezért fogyasztás előtt meg kell mosni és folyó víz alatt meg kell őrölni. A szorgó (Sorghum bicolor) cianogén glikozidokat fejez ki a gyökereiben, és így ellenálló az olyan kártevőkkel szemben, mint a gyökérgiliszták (Diabrotica spp.), amelyek a rokon kukoricát (Zea mays L.) sújtják.

Flavonoid glikozidok

Az aglikon ebben az esetben egy flavonoid. Ez a flavonoid glikozidok nagy csoportja. Példák:

• Hesperidin (aglikon: Hesperetin, glikon: Rutinóz)
• Naringin (aglikon: Naringenin, glikon: Rutinóz)
• Rutin (aglikon: Quercetin, glikon: Rutinóz)
• Quercitrin (aglikon: Quercetin, glikon: Rhamnóz)

A flavonoidok fontos hatásai közé tartozik antioxidáns hatásuk. Ismert, hogy csökkentik a kapillárisok törékenységét is.

Fenolos glikozidok (egyszerű)

Itt az aglikon egyszerű fenolos szerkezetű. Példa erre a közönséges medvebogyóban Arctostaphylos uva-ursiban található arbutin. Húgyúti fertőtlenítő hatása van. rooibos teában található rutin.

Szaponinok

Ezek a vegyületek vízzel felrázva állandó habot adnak. A vörösvértestek hemolízisét is okozzák. A szaponin glikozidok az édesgyökérben találhatók. Gyógyászati értéküket köptető hatásuknak köszönhetik.

Szteroidglikozidok vagy szívglikozidok

Itt az aglikon rész egy szteroidmag. Ezek a glikozidok a Digitalis, Scilla és Strophanthus növénynemzetségekben találhatók. Szívbetegségek, például pangásos szívelégtelenség (történelmileg, de ma már nem ismerik el, hogy javítják a túlélési esélyeket; ma már más szereket részesítenek előnyben) és ritmuszavarok kezelésére használják őket.

Steviol-glikozidok

Ezek a Stevia rebaudiana bertoni sztevia növényben található édes glikozidok 40-300-szor édesebbek a szacharóznál. A két elsődleges glikozidot, a szteviozidot és a rebaudiosid A-t számos országban természetes édesítőszerként használják. Ezeknek a glikozidoknak az aglikon része a szteviol. Az aglikon végeihez glükóz vagy ramnóz-glükóz kombinációk kapcsolódnak, így alakulnak ki a különböző vegyületek.

Tioglikozidok

Amint a neve is mutatja, ezek a vegyületek ként tartalmaznak. Ilyen például a fekete mustárban található sinigrin és a fehér mustárban található sinalbin.

• Biological and Chemical Sciences (BCS), University of London. 1996. 2-Carb-33: Glikozidok és glikozilvegyületek. Biológiai és kémiai tudományok, Londoni Egyetem. Retrieved September 22, 2008.
• Brito-Arias, M. 2007. Glikozidok szintézise és jellemzése. New York: Springer. ISBN 9780387262512.
• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). 1997a. Glycosides. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2. kiadás. (az “Aranykönyv”). Összeállította A. D. McNaught és A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. Retrieved September 22, 2008.
• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). 1997b. Glycosyl group. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2. kiadás. Összeállította A. D. McNaught és A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. XML on-line javított változat (2006-) készítette: M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; a frissítéseket összeállította: A. Jenkins. Retrieved September 22, 2008.