Glycoside in ruime zin is elk molecuul dat een koolhydraatgedeelte (suiker) bevat dat gebonden is aan een ander gedeelte, dat volgens sommige autoriteiten, maar niet volgens alle, een niet-suikergedeelte moet zijn.

Normaal gesproken is een glycoside elk molecuul waarin een suikergroep via zijn anomere koolstof aan een andere groep is gebonden via een O-glycosidebinding of een S-glycosidebinding; glycosiden waarbij de laatste voorkomt worden ook wel thioglycosiden genoemd. De gegeven definitie is de definitie die door de IUPAC wordt gebruikt. Veel auteurs eisen bovendien dat de suiker gebonden is aan een niet-suiker om het molecuul als een glycoside te kunnen kwalificeren, waardoor de polysacchariden worden uitgesloten. De suikergroep staat dan bekend als de glycon en de niet-suikergroep als het aglycon of geninegedeelte van de glycoside. De glycoon kan bestaan uit een enkele suikergroep (monosaccharide) of uit meerdere suikergroepen (oligosaccharide).

Glycosiden spelen talrijke belangrijke rollen in levende organismen. Veel planten slaan belangrijke chemicaliën op in de vorm van inactieve glycosiden; als deze chemicaliën nodig zijn, worden de glycosiden in contact gebracht met water en een enzym, en het suikerdeel wordt afgebroken, waardoor de chemische stof beschikbaar wordt voor gebruik. Veel van deze plantaardige glycosiden worden als medicijn gebruikt. Bij dieren (ook bij mensen) worden giffen vaak aan suikermoleculen gebonden om ze uit het lichaam te verwijderen.

Overzicht

Glycosiden werden oorspronkelijk gedefinieerd als gemengde acetalen (een molecuul met twee enkelvoudig gebonden oxygenen aan hetzelfde koolstofatoom) die het resultaat waren van cyclische vormen van monosacchariden, zodanig dat er een glycosylgroep aan een niet-acylgroep (RO) was gehecht (BCS 1996; IUPAC 1997a). De binding tussen de -OR groep en de glycosylgroep wordt een glycosidebinding genoemd.

Later echter werd de term glycoside uitgebreid tot meer dan die verbindingen waarbij de anomere hydroxigroep wordt vervangen door de -OR groep, om die verbindingen op te nemen waarbij de vervangende groep -SR (thiogrlycosiden), -SeR (selenoglycosiden), -NR1R2 (N-glycosiden), en zelfs -CRR1R2R3 (C-glycosiden) is. Een S-glucosidebinding is bijvoorbeeld een binding waarbij de anomere koolstof van een suiker via een zwavelatoom (in plaats van een zuurstofatoom) aan een andere groep is gebonden, in tegenstelling tot een O-glucosidebinding waarbij de anomere koolstof van een suiker via een zuurstofatoom aan een andere groep is gebonden. Een N-glycosidebinding is een binding waarbij de anomere koolstof via een stikstofatoom aan een andere groep is gebonden. Er is ook een C-glucosidebinding, die gewoon een covalente binding is tussen een suiker en een aglycon. De termen N-glycoside en C-glycoside worden weliswaar veel gebruikt, maar worden als oneigenlijk beschouwd; thioglycosiden en selenoglycosiden worden als legitieme algemene termen beschouwd (BCS 1996). Moleculen die een N-glycoside binding bevatten staan bekend als glycosylamines en worden in dit artikel niet besproken.

In natuurlijk voorkomende glycosiden, wordt de koolhydraat reside de glycon genoemd en de verbinding ROH, waarvan de koolhydraat reside is gesplitst, wordt de aglycon (of aglycon) genoemd (BCS 1996).

Hydrolyse en synthese

De glycoon- en aglycoongedeelten kunnen chemisch worden gescheiden door hydrolyse in aanwezigheid van zuur. Er zijn ook talrijke enzymen die glycosidebindingen kunnen vormen en verbreken. De belangrijkste splitsingsenzymen zijn de glycosidehydrolasen, en de belangrijkste synthetische enzymen in de natuur zijn de glycosyltransferasen. Er zijn mutante enzymen ontwikkeld die glycosidebindingen kunnen vormen met een uitstekend rendement.

Er zijn heel wat manieren om glycosidebindingen chemisch te synthetiseren. Fischer-glucosidatie verwijst naar de synthese van glycosiden door de reactie van onbeschermde monosacchariden met alcoholen (gewoonlijk als oplosmiddel) in aanwezigheid van een sterk zure katalysator. De Koenigs-Knorr reactie is de condensatie van glycosylhalogeniden en alcoholen in aanwezigheid van metaalzouten zoals zilvercarbonaat of kwikoxide.

Classificatie

Men kan glycosiden classificeren naar het glycoon, naar het type glycosidebinding, en naar het aglycoon.

Naar glycoon

Als de glycongroep van een glycoside glucose is, dan is het molecuul een glucoside; als het fructose is, dan is het molecuul een fructoside. Met andere woorden, het eindpunt -e- van de naam van de overeenkomstige cyclische vorm van de monosaccharide wordt vervangen door -ide-. Verder, als het glucuronzuur is, dan is het molecuul een glucuronide, enzovoort. In het lichaam worden toxische stoffen vaak gebonden aan glucuronzuur om hun oplosbaarheid in water te vergroten; de resulterende glucuroniden worden dan uitgescheiden.

Naar type glycosidebinding

Afhankelijk van het feit of de glycosidebinding “boven” of “onder” het vlak van het cyclische suikermolecuul ligt, worden glycosiden geclassificeerd als α-glycosiden of β-glycosiden. Sommige enzymen, zoals α-amylase, kunnen alleen α-bindingen hydroliseren; andere, zoals emulsine, kunnen alleen β-bindingen beïnvloeden.

Naar aglycoon

Glycosiden worden ook ingedeeld naar de chemische aard van het aglycoon. Voor de biochemie en de farmacologie is dit de nuttigste indeling.

Alcoholische glycosiden

Een voorbeeld van een alcoholische glycoside is salicine, dat voorkomt in het geslacht Salix (wilgen). Salicine wordt in het lichaam omgezet in salicylzuur, dat nauw verwant is aan aspirine en pijnstillende, koortswerende en ontstekingsremmende effecten heeft.

Anthrachinonglycosiden

Deze glycosiden bevatten een aglycongroep die een derivaat is van anthrachinon. Ze komen voor in senna, rabarber en aloë; ze hebben een laxerende werking.

Coumarineglycosiden

In dit geval is het aglycoon coumarine. Een voorbeeld is apterin, waarvan wordt gezegd dat het de kransslagaders verwijdt en de calciumkanalen blokkeert. Die verkregen uit gedroogde bladeren van Psoralia corylifolia hebben de belangrijkste glycosiden psoralin en corylifolin.

Cyanogene glycosiden

In dit geval bevat het aglycoon een cyanidegroep, en de glycoside kan het giftige waterstofcyanide vrijgeven als het door een of ander enzym wordt beïnvloed. Een voorbeeld hiervan is amygdaline uit amandelen. Cyanogene glycosiden komen voor in de vruchten (en verwelkte bladeren) van de rozenfamilie (met inbegrip van kersen, appels, pruimen, amandelen, perziken, abrikozen, frambozen, en krabappels). Cassave, een belangrijke voedingsplant in Afrika en Zuid-Amerika, bevat cyanogene glycosiden en moet daarom voor consumptie worden gewassen en onder stromend water worden gemalen. Sorghum (Sorghum bicolor) brengt cyanogene glycosiden tot expressie in zijn wortels en is daardoor resistent tegen plagen zoals wortelwormen (Diabrotica spp.) die de verwante maïs (Zea mays L.) teisteren.

Flavonoïde glycosiden

In dit geval is het aglycoon een flavonoïde. Dit is een grote groep van flavonoïde glycosiden. Voorbeelden zijn:

• Hesperidin (aglycone: Hesperetin, glycone: Rutinose)
• Naringin (aglycone: Naringenin, glycone: Rutinose)
• Rutin (aglycone: Quercetine, glycone: Rutinose)
• Quercitrine (aglycone: Quercetine, glycone: Rhamnose)

Een van de belangrijke effecten van flavonoïden is hun antioxiderende werking. Ook is bekend dat zij de kwetsbaarheid van de haarvaten verminderen.

Fenolglycosiden (enkelvoudig)

Hierbij is het aglycon een enkelvoudige fenolstructuur. Een voorbeeld is arbutine, gevonden in de Gewone Berendruif Arctostaphylos uva-ursi. Het heeft een urine antiseptisch effect.Rutine gevonden in rooibosthee.

Saponinen

Deze verbindingen geven een permanent schuim wanneer geschud met water. Ze veroorzaken ook hemolyse van rode bloedcellen. Saponineglycosiden worden gevonden in zoethout. Hun geneeskrachtige waarde is te danken aan hun slijmoplossende werking.

Steroïdale glycosiden of hartglycosiden

Hierbij is het aglycoongedeelte een steroïdale kern. Deze glycosiden komen voor in de plantengeslachten Digitalis, Scilla, en Strophanthus. Zij worden gebruikt bij de behandeling van hartziekten, zoals congestief hartfalen (van oudsher, maar nu niet erkend om de overlevingskansen te verbeteren; andere middelen hebben nu de voorkeur) en hartritmestoornissen.

Steviolglycosiden

Deze zoete glycosiden die in de steviaplant Stevia rebaudiana bertoni worden gevonden, hebben 40 tot 300 maal de zoetheid van sucrose. De twee voornaamste glycosiden, stevioside en rebaudioside A, worden in vele landen als natuurlijke zoetstoffen gebruikt. Deze glycosiden hebben steviol als aglycone deel. Glucose of rhamnose-glucose combinaties zijn gebonden aan de uiteinden van het aglycon om de verschillende verbindingen te vormen.

Thioglycosiden

Zoals de naam al aangeeft, bevatten deze verbindingen zwavel. Voorbeelden zijn sinigrine, gevonden in zwarte mosterd, en sinalbin, gevonden in witte mosterd.

• Biological and Chemical Sciences (BCS), University of London. 1996. 2-Carb-33: Glycosiden en glycosylverbindingen. Biologische en Chemische Wetenschappen, Universiteit van Londen. Opgehaald 22 september 2008.
• Brito-Arias, M. 2007. Synthese en Karakterisering van Glycosiden. New York: Springer. ISBN 9780387262512.
• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). 1997a. Glycosiden. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2e editie. (het “gouden boek”). Samengesteld door A. D. McNaught en A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. Op 22 september 2008 opgehaald.
• Internationale Unie voor Zuivere en Toegepaste Chemie (IUPAC). 1997b. Glycosylgroep. IUPAC Compendium van Chemische Terminologie, 2e editie. Samengesteld door A. D. McNaught en A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. XML on-line gecorrigeerde versie (2006-) gemaakt door M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates samengesteld door A. Jenkins. Retrieved September 22, 2008.