Salicina, un glicozid înrudit cu aspirina

Glicozidul, definit în sens larg, este orice moleculă care conține o fracțiune glucidică (zahăr) legată de o altă parte, despre care unele autorități, dar nu toate, cer să fie o fracțiune care nu este zahăr.

În mod formal, o glicozidă este orice moleculă în care o grupare de zahăr este legată prin carbonul său anomeric de o altă grupare prin intermediul unei legături O-glicozidice sau a unei legături S-glicozidice; glicozidele care o implică pe aceasta din urmă se mai numesc și tioglicozide. Definiția dată este cea utilizată de IUPAC. Mulți autori cer în plus ca zahărul să fie legat de un non-sărace pentru ca molecula să fie calificată drept glicozidă, excluzând astfel polizaharidele. Grupa de zahăr este atunci cunoscută sub denumirea de gliconă, iar grupa nesăracească sub denumirea de agliconă sau partea de genină a glicozidului. Glicona poate fi alcătuită dintr-o singură grupare de zahăr (monosacaridă) sau din mai multe grupe de zahăr (oligozaharidă).

Glicozidele joacă numeroase roluri importante în organismele vii. Multe plante stochează substanțe chimice importante sub formă de glicozide inactive; în cazul în care aceste substanțe chimice sunt necesare, glicozidele sunt puse în contact cu apă și cu o enzimă, iar partea de zahăr este ruptă, făcând substanța chimică disponibilă pentru utilizare. Multe dintre aceste glicozide vegetale sunt folosite ca medicamente. La animale (inclusiv la oameni), otrăvurile sunt adesea legate de moleculele de zahăr pentru a le elimina din organism.

Vizualizare generală

Structura unui acetal generic

Glicozidele au fost definite inițial ca acetale mixte (o moleculă cu două oxiuri cu o singură legătură atașate la același atom de carbon) care au rezultat din formele ciclice ale monosacaridelor, astfel încât a existat o atașare a unei grupări glicozil la o grupare neacrilă (RO) (BCS 1996; IUPAC 1997a). Legătura dintre grupul -OR și grupul glicozil se numește legătură glicozidică.

Mai târziu, însă, termenul de glicozidă a fost extins dincolo de acei compuși la care grupul hidroxi anomeric este înlocuit de grupul -OR, pentru a-i include pe cei la care grupul înlocuitor este -SR (tioglicozide), -SeR (selenoglicozide), -NR1R2 (N-glicozide) și chiar -CRR1R2R3 (C-glicozide). De exemplu, o legătură S-glicozidică este o legătură în care carbonul anomeric al unui zahăr este legat de un alt grup prin intermediul unui atom de sulf (și nu de oxigen), spre deosebire de o legătură O-glicozidică în care carbonul anomeric al unui zahăr este legat de un alt grup prin intermediul unui atom de oxigen. O legătură N-glicozidică ar fi cea în care carbonul anomeric este legat de un alt grup prin intermediul unui atom de azot. Există, de asemenea, o legătură C-glicozidică, care este pur și simplu o legătură covalentă între un zahăr și un aglicon. Cu toate acestea, termenii N-glicozidă și C-glicozidă, deși sunt utilizați pe scară largă, sunt considerați improprii; tioglicozidele și selenoglicozidele sunt considerați termeni generici legitimi (BCS 1996). Moleculele care conțin o legătură N-glicozidică sunt cunoscute sub numele de glicozilamine și nu sunt discutate în acest articol.

În glicozidele care apar în mod natural, reziduul de carbohidrat este denumit glicon, iar compusul ROH, din care reziduul de carbohidrat a fost scindat, este denumit aglicon (sau aglicon) (BCS 1996).

Hidroliză și sinteză

Porțiunile gliconă și agliconă pot fi separate chimic prin hidroliză în prezența unui acid. Există, de asemenea, numeroase enzime care pot forma și rupe legături glicozidice. Cele mai importante enzime de scindare sunt glicozid hidrolazele, iar cele mai importante enzime de sinteză din natură sunt glicoziltransferazele. Au fost dezvoltate enzime mutante denumite glicozinaze care pot forma legături glicozidice cu un randament excelent.

Există foarte multe modalități de sintetizare chimică a legăturilor glicozidice. Glicozidarea Fischer se referă la sinteza glicozidelor prin reacția monosacaridelor neprotejate cu alcooli (de obicei ca solvent) în prezența unui catalizator acid puternic. Reacția Koenigs-Knorr reprezintă condensarea halogenurilor glicozilice și a alcoolilor în prezența unor săruri metalice, cum ar fi carbonatul de argint sau oxidul mercuric.

Clasificare

Se pot clasifica glicozidele în funcție de glicoană, de tipul de legătură glicozidică și de agliconă.

Pe gliconă

Dacă grupa gliconă a unei glicozide este glucoza, atunci molecula este o glucozidă; dacă este fructoza, atunci molecula este o fructozidă. Cu alte cuvinte, terminalul -e- din denumirea formei ciclice corespunzătoare a monosacaridei este înlocuit cu -ide-. În plus, dacă este vorba de acid glucuronic, atunci molecula este o glucuronidă și așa mai departe. În organism, substanțele toxice sunt adesea legate de acidul glucuronic pentru a le crește solubilitatea în apă; glucuronidele rezultate sunt apoi excretate.

Pe tipul de legătură glicozidică

În funcție de faptul că legătura glicozidică se află „deasupra” sau „sub” planul moleculei ciclice de zahăr, glicozidele sunt clasificate ca α-glicozide sau β-glicozide. Unele enzime, cum ar fi α-amilaza, pot hidroliza numai legăturile α; altele, cum ar fi emulsina, pot afecta numai legăturile β.

Pe aglicone

Glicozidele sunt clasificate, de asemenea, în funcție de natura chimică a agliconei. În scopuri de biochimie și farmacologie, aceasta este cea mai utilă clasificare.

Glicozide alcoolice

Un exemplu de glicozidă alcoolică este salicina, care se găsește în genul Salix (sălcii). Salicina este transformată în organism în acid salicilic, care este strâns înrudit cu aspirina și are efecte analgezice, antipiretice și antiinflamatorii.

Glicozide antrachinonice

Aceste glicozide conțin o grupare agliconă care este un derivat al antrachinonei. Sunt prezente în senna, rubarbă și aloe; au un efect laxativ.

Glicozidele cumarinice

În acest caz, aglicona este cumarina. Un exemplu este apterina, care se pare că dilată arterele coronare, precum și blochează canalele de calciu. Cele obținute din frunzele uscate de Psoralia corylifolia au ca glicozide principale psoralina și corylifolina.

Glicozide cianogene

În acest caz, aglicona conține o grupare cianură, iar glicozida poate elibera acidul cianhidric otrăvitor dacă este acționată de o anumită enzimă. Un exemplu în acest sens este amigdalina din migdale. Glicozidele cianogene pot fi găsite în fructele (și în frunzele ofilite) din familia trandafirilor (inclusiv cireșe, mere, prune, migdale, piersici, caise, zmeură și merișoare). Cassava, o plantă alimentară importantă în Africa și America de Sud, conține glicozide cianogenice și, prin urmare, trebuie spălată și măcinată sub jet de apă curentă înainte de consum. Sorgul (Sorghum bicolor) exprimă glicozide cianogenice în rădăcini și, astfel, este rezistent la dăunători precum viermii rădăcinilor (Diabrotica spp.) care afectează porumbul înrudit (Zea mays L.).

Glicozide flavonoide

În acest caz, aglicona este un flavonoid. Acesta este un grup mare de glicozide flavonoide. Exemplele includ:

• Hesperidin (aglicon: Hesperetin, glicon: Rutinoză)
• Naringin (aglicon: Naringenin, glicon: Rutinoză)
• Rutin (aglicon: Quercetin, glicon: Rutinoză)
• Quercitrin (aglicon: Quercetin, glicon: Rhamnoză)

Printre efectele importante ale flavonoidelor se numără efectul antioxidant al acestora. Se știe, de asemenea, că acestea diminuează fragilitatea capilară.

Glicozide fenolice (simple)

În acest caz, aglicona este o structură fenolică simplă. Un exemplu este arbutina care se găsește în strugurele comun Arctostaphylos uva-ursi. Are un efect antiseptic urinar.rutină care se găsește în ceaiul de rooibos.

Saponine

Acesti compuși dau o spumă permanentă atunci când sunt agitați cu apă. Ei provoacă, de asemenea, hemoliza globulelor roșii. Glicozidele saponice se găsesc în lemn dulce. Valoarea lor medicinală se datorează efectului lor expectorant.

Glicozide steroidiene sau glicozide cardiace

Aici partea de agliconă este un nucleu steroidian. Aceste glicozide se găsesc în genurile de plante Digitalis, Scilla și Strophanthus. Ele sunt utilizate în tratamentul bolilor de inimă, cum ar fi insuficiența cardiacă congestivă (istoric, dar acum nu sunt recunoscute ca îmbunătățind capacitatea de supraviețuire; alți agenți sunt acum preferați) și aritmia.

Glicozidele de stevia

Aceste glicozide dulci care se găsesc în planta Stevia Stevia rebaudiana bertoni au o dulceață de 40 până la 300 de ori mai mare decât cea a zaharozei. Cele două glicozide primare, steviosidul și rebaudiosidul A, sunt utilizate ca îndulcitori naturali în multe țări. Aceste glicozide au ca parte agliconă steviolul. Glucoza sau combinațiile de ramnoză-glucoză sunt legate la capetele agliconei pentru a forma diferiți compuși.

Tioglicozide

După cum sugerează și numele, acești compuși conțin sulf. Exemplele includ sinigrina, care se găsește în muștarul negru, și sinalbina, care se găsește în muștarul alb.

• Științe biologice și chimice (BCS), Universitatea din Londra. 1996. 2-Carb-33: Glicozide și compuși glicozilici. Științe biologice și chimice, Universitatea din Londra. Retrieved September 22, 2008.
• Brito-Arias, M. 2007. Synthesis and Characterization of Glycosides (Sinteza și caracterizarea glicozidelor). New York: Springer. ISBN 978038387262512.
• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). 1997a. Glicozide. Compendiu IUPAC de terminologie chimică, ediția a 2-a. Compendiu IUPAC de terminologie chimică, ediția a doua. („Cartea de aur”). Compilată de A. D. McNaught și A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. Retrieved September 22, 2008.
• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). 1997b. Grupul glicozil. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd edition. Compilat de A. D. McNaught și A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. Versiune corectată XML on-line (2006-) creată de M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; actualizări compilate de A. Jenkins. Retrieved September 22, 2008.