Glykosid, i vid bemärkelse, är en molekyl som innehåller en kolhydratdel (socker) som är bunden till en annan del. Vissa myndigheter, men inte alla, kräver att det ska vara en icke-sockerdel.

Formellt sett är en glykosid en molekyl där en sockergrupp är bunden genom sitt anomeriska kol till en annan grupp via en O-glykosidisk bindning eller en S-glykosidisk bindning; glykosider som involverar den sistnämnda kallas också för tioglykosider. Den givna definitionen är den som används av IUPAC. Många författare kräver dessutom att sockret ska vara bundet till ett icke-socker för att molekylen ska räknas som en glykosid, vilket utesluter polysackarider. Sockergruppen kallas då glykonen och den icke-sockriga gruppen aglykonen eller genin-delen av glykosiden. Glykonen kan bestå av en enda sockergrupp (monosackarid) eller flera sockergrupper (oligosackarid).

Glykosider spelar många viktiga roller i levande organismer. Många växter lagrar viktiga kemikalier i form av inaktiva glykosider; om dessa kemikalier behövs sätts glykosiderna i kontakt med vatten och ett enzym och sockerdelen bryts av, vilket gör kemikalien tillgänglig för användning. Många sådana växtglykosider används som läkemedel. Hos djur (inklusive människor) är gifter ofta bundna till sockermolekyler för att avlägsna dem från kroppen.

Översikt

Glykosider definierades ursprungligen som blandade acetaler (en molekyl med två enkelt bundna syreämnen som är knutna till samma kolatom) som är ett resultat av cykliska former av monosackarider, på ett sådant sätt att det fanns en bindning av en glykosylgrupp till en icke-acylgrupp (RO) (BCS 1996; IUPAC 1997a). Bindningen mellan -OR-gruppen och glykosylgruppen kallas en glykosidbindning.

Senare utvidgades dock begreppet glykosid bortom de föreningar till att omfatta de föreningar till vilka den anomeriska hydroxygruppen ersätts av -OR-gruppen, till att även omfatta de föreningar där den ersättande gruppen är -SR (tioglykosider), -SeR (selenoglykosider), -NR1R2 (N-glykosider), och till och med -CRR1R2R3 (C-glykosider). En S-glykosidisk bindning är t.ex. en bindning där det anomeriska kolet i ett socker är bundet till någon annan grupp via en svavelatom (snarare än en syreatom), till skillnad från en O-glykosidisk bindning där det anomeriska kolet i ett socker är bundet till någon annan grupp via en syreatom. En N-glykosidisk bindning innebär att det anomeriska kolet är bundet till någon annan grupp via en kväveatom. Det finns också en C-glykosidisk bindning, som helt enkelt är en kovalent bindning mellan ett socker och en aglykon. Termerna N-glykosid och C-glykosid anses dock vara olämpliga, även om de är vanligt förekommande; tioglykosider och selenoglykosider anses vara legitima generiska termer (BCS 1996). Molekyler som innehåller en N-glykosidbindning kallas glykosylaminer och diskuteras inte i denna artikel.

I naturligt förekommande glykosider benämns kolhydratresiden som glykon och den förening ROH, från vilken kolhydratresiden har klyvts, benämns aglykon (eller aglykon) (BCS 1996).

Hydrolys och syntes

Glykon- och aglykondelarna kan separeras kemiskt genom hydrolys i närvaro av syra. Det finns också många enzymer som kan bilda och bryta glykosidbindningar. De viktigaste klyvningsenzymerna är glykosidhydrolaserna, och de viktigaste syntetiska enzymerna i naturen är glykosyltransferaserna. Mutanta enzymer kallade glykosyntaser har utvecklats som kan bilda glykosidbindningar med utmärkt utbyte.

Det finns ett stort antal sätt att kemiskt syntetisera glykosidbindningar. Fischer-glykosidering avser syntesen av glykosider genom reaktion av oskyddade monosackarider med alkoholer (vanligen som lösningsmedel) i närvaro av en stark sur katalysator. Koenigs-Knorr-reaktionen är kondensationen av glykosylhalogenider och alkoholer i närvaro av metallsalter som silverkarbonat eller kvicksilveroxid.

Klassificering

Det går att klassificera glykosider efter glykonen, efter typen av glykosidisk bindning och efter aglykonen.

Med glykon

Om glykongruppen i en glykosid är glukos är molekylen en glukosid, om den är fruktos är molekylen en fruktosid. Med andra ord ersätts det terminala -e- i namnet på den motsvarande cykliska formen av monosackariden med -ide-. Om det dessutom är glukuronsyra är molekylen en glukuronid, och så vidare. I kroppen binds ofta giftiga ämnen till glukuronsyra för att öka deras vattenlöslighet; de resulterande glukuroniderna utsöndras sedan.

Med avseende på typ av glykosidbindning

Avhängigt av om den glykosidiska bindningen ligger ”ovanför” eller ”nedanför” den cykliska sockermolekylens plan, klassificeras glykosiderna som α-glykosider eller β-glykosider. Vissa enzymer, t.ex. α-amylas, kan endast hydrolysera α-bindningar; andra, t.ex. emulsin, kan endast påverka β-bindningar.

Med aglykon

Glykosider klassificeras också enligt aglykonens kemiska natur. För biokemi och farmakologi är detta den mest användbara klassificeringen.

Alkoholiska glykosider

Ett exempel på en alkoholisk glykosid är salicin, som finns i släktet Salix (pil). Salicin omvandlas i kroppen till salicylsyra, som är nära besläktad med aspirin och har smärtstillande, febernedsättande och antiinflammatoriska effekter.

Antrakinonglykosider

Dessa glykosider innehåller en aglykongrupp som är ett derivat av antrakinon. De finns i senna, rabarber och aloe; de har en laxerande effekt.

Kumaringlykosider

I detta fall är aglykonen kumarin. Ett exempel är apterin, som rapporteras utvidga kranskärlen samt blockera kalciumkanaler. De som erhålls från torkade blad av Psoralia corylifolia har huvudglykosiderna psoralin och corylifolin.

Cyanogena glykosider

I detta fall innehåller aglykonen en cyanidgrupp, och glykosiden kan frigöra den giftiga vätecyaniden om den påverkas av något enzym. Ett exempel på dessa är amygdalin från mandlar. Cyanogena glykosider finns i frukter (och vissna blad) från rosenfamiljen (inklusive körsbär, äpplen, plommon, mandlar, persikor, aprikoser, hallon och crabapples). Cassava, en viktig matväxt i Afrika och Sydamerika, innehåller cyanogena glykosider och måste därför tvättas och malas under rinnande vatten före konsumtion. Sorghum (Sorghum bicolor) uttrycker cyanogena glykosider i sina rötter och är därför motståndskraftig mot skadedjur som rotmaskar (Diabrotica spp.) som plågar den besläktade majsen (Zea mays L.).

Flavonoidglykosider

I detta fall är aglykonen en flavonoid. Detta är en stor grupp av flavonoidglykosider. Exempel är:

• Hesperidin (aglykon: Hesperetin, glykon: Rutinose)
• Naringin (aglykon: Naringenin, glykon: Rutinose)
• Rutin (aglykon: Quercetin, glykon: Rutinose)
• Quercitrin (aglykon: Quercetin, glykon: Rhamnose)

En av de viktiga effekterna av flavonoider är deras antioxidativa effekt. De är också kända för att minska kapillärfragiliteten.

Fenoliska glykosider (enkla)

Här är aglykonen en enkel fenolisk struktur. Ett exempel är arbutin som finns i det vanliga björnbäret Arctostaphylos uva-ursi. Det har en antiseptisk effekt på urinvägarna Rutin finns i rooibos te.

Saponiner

Dessa föreningar ger ett permanent skum när de skakas med vatten. De orsakar också hemolys av röda blodkroppar. Saponinglykosider finns i lakrits. Deras medicinska värde beror på deras slemlösande effekt.

Steroidglykosider eller hjärtglykosider

Här är aglykondelen en steroidkärna. Dessa glykosider finns i växtsläktena Digitalis, Scilla och Strophanthus. De används vid behandling av hjärtsjukdomar, t.ex. kongestiv hjärtsvikt (historiskt sett, men är numera inte erkända för att förbättra överlevnaden; andra medel är nu att föredra) och arytmi.

Steviolglykosider

Dessa söta glykosider som finns i steviaplantan Stevia rebaudiana bertoni har 40 till 300 gånger sötare sötma än sackaros. De två primära glykosiderna, steviosid och rebaudiosid A, används som naturliga sötningsmedel i många länder. Dessa glykosider har steviol som aglykondel. Glukos eller kombinationer av rhamnos och glukos är bundna till aglykonens ändar för att bilda de olika föreningarna.

Thioglykosider

Som namnet antyder innehåller dessa föreningar svavel. Exempel är sinigrin, som finns i svart senap, och sinalbin, som finns i vit senap.

• Biological and Chemical Sciences (BCS), University of London. 1996. 2-Carb-33: Glykosider och glykosylföreningar. Biological and Chemical Sciences, University of London. Hämtad den 22 september 2008.
• Brito-Arias, M. 2007. Syntes och karakterisering av glykosider. New York: Springer. ISBN 9780387262512.
• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). 1997a. Glykosider. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, andra upplagan. (”Guldboken”). Sammanställd av A. D. McNaught och A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. Hämtad den 22 september 2008.
• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). 1997b. Glykosylgrupp. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, andra upplagan. Sammanställd av A. D. McNaught och A. Wilkinson. Oxford: Blackwell Scientific Publications. XML on-line korrigerad version (2006-) skapad av M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; uppdateringar sammanställda av A. Jenkins. Hämtad 22 september 2008.