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Articulo de referencia

Glycoside

Salicin , a glycoside related to aspirin Chemical structure of oleandrin , a cardiac glycoside In chemistry , a glycoside / ˈ ɡ l aɪ k ə s aɪ d / is a molecule in which a sugar ...

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Salicin, a glycoside related to aspirin
Chemical structure of oleandrin, a cardiac glycoside

In chemistry, a glycoside/ˈɡlaɪkəsaɪd/ is a molecule in which a sugar is bound to another functional group via a glycosidic bond. Glycosides play numerous important roles in living organisms. Many plants store chemicals in the form of inactive glycosides. These can be activated by enzymehydrolysis,[1] which causes the sugar part to be broken off, making the chemical available for use. Many such plant glycosides are used as medications. Several species of Heliconius butterfly are capable of incorporating these plant compounds as a form of chemical defense against predators.[2] In animals and humans, poisons are often bound to sugar molecules as part of their elimination from the body.

In formal terms, a glycoside is any molecule in which a sugar group is bonded through its anomeric carbon to another group via a glycosidic bond. Glycosides can be linked by an O- (an O-glycoside), N- (a glycosylamine), S-(a thioglycoside), or C- (a C-glycoside) glycosidic bond. According to the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), the name "C-glycoside" is a misnomer; the preferred term is "C-glycosyl compound".[3] The given definition is the one used by IUPAC, which recommends the Haworth projection to correctly assign stereochemical configurations.[4]

Many authors require in addition that the sugar be bonded to a non-sugar for the molecule to qualify as a glycoside, thus excluding polysaccharides. The sugar group is then known as the glycone and the non-sugar group as the aglycone or genin part of the glycoside. The glycone can consist of a single sugar group (monosaccharide), two sugar groups (disaccharide), or several sugar groups (oligosaccharide).

El primer glucósido identificado fue la amigdalina , por los químicos franceses Pierre Robiquet y Antoine Boutron-Charlard, en 1830. [ 5 ]

Las moléculas que contienen un enlace N-glucosídico se conocen como glicosilaminas . Muchos autores en bioquímica denominan a estos compuestos N-glucósidos y los agrupan con los glucósidos; esto se considera un término erróneo y la IUPAC lo desaconseja. Las glicosilaminas y los glucósidos se agrupan como glicoconjugados ; otros glicoconjugados incluyen glicoproteínas , glicopéptidos , peptidoglicanos , glicolípidos y lipopolisacáridos .

Química

Gran parte de la química de los glucósidos se explica en el artículo sobre enlaces glucosídicos . Por ejemplo, las porciones de glicona y aglicona pueden separarse químicamente por hidrólisis en presencia de ácido y pueden hidrolizarse con álcali . También existen numerosas enzimas que pueden formar y romper enlaces glucosídicos. Las enzimas de escisión más importantes son las glicósido hidrolasas , y las enzimas sintéticas más importantes en la naturaleza son las glicosiltransferasas . Se han desarrollado enzimas modificadas genéticamente, denominadas glicosintasas, que pueden formar enlaces glucosídicos con un rendimiento excelente.

Existen diversas formas de sintetizar químicamente enlaces glucosídicos. La glucosidación de Fischer se refiere a la síntesis de glicósidos mediante la reacción de monosacáridos no protegidos con alcoholes (generalmente como disolvente) en presencia de un catalizador ácido fuerte. La reacción de Koenigs-Knorr consiste en la condensación de haluros de glicosilo y alcoholes en presencia de sales metálicas como el carbonato de plata o el óxido mercúrico .

Clasificación

Los glucósidos se pueden clasificar según la glicona, el tipo de enlace glucosídico y la aglicona.

Por glicona/presencia de azúcar

Si el grupo glicona de un glucósido es glucosa , entonces la molécula es un glucósido ; si es fructosa , entonces la molécula es un fructósido ; si es ácido glucurónico , entonces la molécula es un glucurónido ; etc. En el organismo, las sustancias tóxicas suelen unirse al ácido glucurónico para aumentar su solubilidad en agua; los glucurónidos resultantes se excretan posteriormente. Los compuestos también pueden definirse generalmente según la clase de glicona; por ejemplo, los biosidos son glucósidos con una glicona de disacárido (biosa).

Según el tipo de enlace glucosídico

Según si el enlace glucosídico se encuentra "debajo" o "encima" del plano de la molécula de azúcar cíclica, los glucósidos se clasifican como α-glucósidos o β-glucósidos . Algunas enzimas, como la α-amilasa, solo pueden hidrolizar los enlaces α; otras, como la emulsina , solo pueden afectar a los enlaces β.

Existen cuatro tipos de enlaces entre la glicona y la aglicona:

  • Enlace glucósido/enlace C, "no hidrolizable por ácidos o enzimas"
  • Enlace O/enlace glucosídico
  • Enlace N/enlace glucosídico
  • Enlace S/enlace glucosídico

Por aglicona

Los glucósidos también se clasifican según la naturaleza química de la aglicona. Para fines bioquímicos y farmacológicos, esta es la clasificación más útil.

Glucósidos alcohólicos

Un ejemplo de glucósido alcohólico es la salicina , que se encuentra en el género Salix . La salicina se convierte en el organismo en ácido salicílico , que está estrechamente relacionado con la aspirina y tiene efectos analgésicos , antipiréticos y antiinflamatorios .

glucósidos de antraquinona

Estos glucósidos contienen un grupo aglicona derivado de la antraquinona . Tienen efecto laxante . Se encuentran principalmente en plantas dicotiledóneas , excepto en la familia Liliaceae , que son monocotiledóneas . Están presentes en especies de sen , ruibarbo y aloe . El antrona y el antranol son formas reducidas de la antraquinona.

glucósidos de cumarina

En este caso, la aglicona es cumarina o un derivado. Un ejemplo es la apterina , que, según se informa, dilata las arterias coronarias y bloquea los canales de calcio . Otros glucósidos de cumarina se obtienen de las hojas secas de Psoralea corylifolia .

glucósidos de cromona

En este caso, la aglicona se llama benzo-gamma-pirona.

glucósidos cianogénicos

Amigdalina

En este caso, la aglicona contiene un grupo cianohidrina . Las plantas que producen glucósidos cianogénicos los almacenan en la vacuola , pero, si la planta es atacada, se liberan y se activan mediante enzimas en el citoplasma . Estas enzimas eliminan la parte de azúcar de la molécula, lo que permite que la estructura de la cianohidrina colapse y libere cianuro de hidrógeno tóxico . Almacenarlos en formas inactivas en la vacuola evita que dañen la planta en condiciones normales. [ 6 ]

Además de desempeñar un papel en la disuasión de herbívoros, en algunas plantas controlan la germinación, la formación de brotes , el transporte de carbono y nitrógeno, y posiblemente actúan como antioxidantes. [ 6 ] La producción de glucósidos cianogénicos es una función conservada evolutivamente, presente en especies tan antiguas como los helechos y tan recientes como las angiospermas . [ 6 ] Estos compuestos son producidos por alrededor de 3000 especies. En los cultivos se encuentran en aproximadamente el 11 % de las plantas cultivadas, pero solo en el 5 % de las plantas en general; los humanos parecen haberlos seleccionado. [ 6 ]

Algunos ejemplos son la amigdalina y la prunasina , producidas por el almendro amargo ; otras especies que producen glucósidos cianogénicos son el sorgo (del cual se aisló por primera vez la dhurrina , el primer glucósido cianogénico identificado), la cebada , el lino , el trébol blanco y la yuca , que produce linamarina y lotaustralina . [ 6 ]

La amigdalina y un derivado sintético, el laetrilo , fueron investigados como posibles fármacos para tratar el cáncer y se promocionaron ampliamente como medicina alternativa ; sin embargo, son ineficaces y peligrosos. [ 7 ]

Algunas especies de mariposas, como Dryas iulia y Parnassius smintheus , han evolucionado para utilizar los glucósidos cianogénicos que se encuentran en sus plantas hospedantes como una forma de protección contra los depredadores debido a su falta de palatabilidad. [ 8 ] [ 9 ]

glucósidos flavonoides

En este caso, la aglicona es un flavonoide . Algunos ejemplos de este amplio grupo de glucósidos son:

Entre los efectos importantes de los flavonoides se encuentra su efecto antioxidante . También se sabe que disminuyen la fragilidad capilar .

glucósidos fenólicos

Aquí, la aglicona es una estructura fenólica simple . Un ejemplo es la arbutina que se encuentra en la gayuba común Arctostaphylos uva-ursi . Tiene un efecto antiséptico urinario.

Saponinas

Estos compuestos producen una espuma permanente al agitarlos con agua. También causan hemólisis de los glóbulos rojos . Los glucósidos de saponina se encuentran en el regaliz . Su valor medicinal se debe a sus efectos expectorantes , corticoides y antiinflamatorios. Las saponinas esteroideas son una materia prima importante para la producción de glucocorticoides semisintéticos y otras hormonas esteroideas como la progesterona ; por ejemplo, en el ñame silvestre Dioscorea , la sapogenina diosgenina , en forma de su glucósido dioscina. Los ginsenósidos son glucósidos triterpénicos y saponinas de ginseng de Panax ginseng (ginseng chino) y Panax quinquefolius ( ginseng americano ). En general, se desaconseja el uso del término saponina en química orgánica, porque muchos componentes vegetales pueden producir espuma , y ​​muchos glucósidos triterpénicos son anfipolares bajo ciertas condiciones, actuando como tensioactivo . Los usos más modernos de las saponinas en biotecnología son como adyuvantes en vacunas : Quil A y su derivado QS-21 , aislados de la corteza de Quillaja saponaria Molina, para estimular tanto la respuesta inmune Th1 como la producción de linfocitos T citotóxicos (CTL) contra antígenos exógenos, los hacen ideales para su uso en vacunas de subunidades y vacunas dirigidas contra patógenos intracelulares, así como para vacunas terapéuticas contra el cáncer, pero con el mencionado efecto secundario de hemólisis . [ 10 ] Las saponinas también son agentes antiprotozoarios ruminales naturales que tienen el potencial de mejorar la fermentación microbiana ruminal, reduciendo las concentraciones de amoníaco y la producción de metano en animales rumiantes . [ 11 ]

Glucósidos esteroideos (glucósidos cardíacos)

En estos glucósidos, la parte aglicona es un núcleo esteroideo . Estos glucósidos se encuentran en los géneros vegetales Digitalis , Scilla y Strophanthus . Se utilizan en el tratamiento de enfermedades cardíacas , como la insuficiencia cardíaca congestiva (históricamente, como se reconoce ahora, no mejora la supervivencia; actualmente se prefieren otros agentes ) y la arritmia .

glucósidos de esteviol

Estos glucósidos dulces, presentes en la planta de stevia (Stevia rebaudiana Bertoni), tienen un dulzor entre 40 y 300 veces superior al de la sacarosa . Los dos glucósidos principales, el esteviósido y el rebaudiósido A, se utilizan como edulcorantes naturales en muchos países. Estos glucósidos tienen el esteviol como aglicona. La glucosa o combinaciones de ramnosa y glucosa se unen a los extremos de la aglicona para formar los diferentes compuestos.

glucósidos iridoides

Estos contienen un grupo iridoide ; por ejemplo, aucubina , ácido geniposídico , teviridosido, loganina , catalpol .

Tioglucósidos

Como su nombre incluye el prefijo tio- , estos compuestos contienen azufre . Algunos ejemplos son la sinigrina , presente en la mostaza negra , y la sinalbina , presente en la mostaza blanca .

Véase también

Referencias

  1. ↑ Brito-Arias, Marco (2007). Síntesis y caracterización de glucósidos . Springer. ISBN 978-0-387-26251-2.
  2. ↑ Nahrstedt, A.; Davis, RH (1983). "Ocurrencia, variación y biosíntesis de los glucósidos cianogénicos linamarina y lotaustralina en especies de Heliconiini (Insecta: Lepidoptera)". Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Comparative Biochemistry . 75 (1): 65– 73. doi : 10.1016/0305-0491(83)90041-x .
  3. ↑ "Glucósidos" . Libro de Oro de la IUPAC – Glucósidos . 2009. doi : 10.1351/goldbook.G02661 . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  4. ↑ Lindhorst, TK (2007). Fundamentos de química y bioquímica de los carbohidratos . Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31528-4.
  5. ^ Robiquet; Boutron-Charlard (1830). "Nouvelles expériences sur les amandes amères et sur l'huile volatile qu'elles fournissent" [ Nuevos experimentos sobre las almendras amargas y el aceite volátil que aportan ] . Annales de Chimie et de Physique . 2da serie (en francés). 44 : 352–382 .
  6. 1 2 3 4 5 Gleadow, RM; Møller, BL (2014). "Glucósidos cianogénicos: síntesis, fisiología y plasticidad fenotípica". Annual Review of Plant Biology . 65 (1): 155– 85. Bibcode : 2014AnRPB..65..155G . doi : 10.1146/annurev-arplant-050213-040027 . PMID 24579992 . 
  7. ↑ Milazzo, S; Horneber, M (28 de abril de 2015). "Tratamiento con laetril para el cáncer" . La base de datos Cochrane de revisiones sistemáticas . 2018 (4) CD005476. doi : 10.1002/14651858.CD005476.pub4 . PMC 6513327. PMID 25918920 .  
  8. ↑ Benson, Woodruff W. (1971). "Evidencia de la evolución de la falta de palatabilidad a través de la selección de parentesco en los Heliconinae (Lepidoptera)". The American Naturalist . 105 (943): 213– 226. Bibcode : 1971ANat..105..213B . doi : 10.1086/282719 . JSTOR 2459551 . S2CID 84261089 .  
  9. ↑ Doyle, Amanda (2011). El papel de la temperatura y las interacciones con la planta huésped en el desarrollo larvario y la ecología poblacional de Parnassius smintheus Doubleday, la mariposa Apolo de las Montañas Rocosas (PDF) (MSc). Universidad de Alberta. doi : 10.7939/R3VX32 . Recuperado el 13 de noviembre de 2017 .
  10. ↑ Sun, Hong-Xiang; Xie, Yong; Ye, Yi-Ping (2009). "Avances en adyuvantes basados ​​en saponinas" . Vaccine . 27 (12): 1787– 1796. doi : 10.1016/j.vaccine.2009.01.091 . PMID 19208455 . 
  11. ↑ Patra, AK; Saxena, J (2009). "El efecto y el modo de acción de las saponinas sobre las poblaciones microbianas y la fermentación en el rumen y la producción rumiante" . Nutrition Research Reviews . 22 (2): 204– 209. doi : 10.1017/S0954422409990163 . PMID 20003589 . 
  • Definición de glucósidos , del Compendio de Terminología Química de la IUPAC , el " Libro de Oro ".
  • Reglas de nomenclatura IUPAC para glucósidos