Glicosídeos: formação, função e tipos / grupos - Ciência - 2023

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o glicosídeos são metabólitos secundários de plantas que estão ligados a mono- ou oligossacarídeos por ligações glicosídicas, ou seja, são metabólitos glicosilados. Eles pertencem à família química dos glicosídeos, que inclui todos os compostos químicos ligados a resíduos açucarados.

Duas regiões são reconhecidas na estrutura típica de uma molécula de glicosídeo: algicone e glicone. A região composta pelo resíduo de sacarídeo é chamada de glicona e a região correspondente à molécula não sacarídea é conhecida como porção de aglicona.

Comumente, o termo "glicosídeo" é usado para se referir ao fato de que as moléculas de glicose são liberadas durante a hidrólise desses compostos, no entanto, membros da mesma família de moléculas têm resíduos de outros tipos de açúcar, como ramnose, galactose ou manose, entre outros.

A nomenclatura dos glicosídeos normalmente denota a natureza de sua região aglicona. Aqueles nomes com a terminação “-ina” são reservados para compostos nitrogenados, enquanto os alcalóides são nomeados com o sufixo “-ósido”.

Esses sufixos geralmente acompanham a raiz do nome latino da origem botânica, onde as moléculas são descritas pela primeira vez e o prefixo "gluco-" geralmente é adicionado.

A ligação glicosídica entre as porções glicone e aglicona pode ocorrer entre dois átomos de carbono (C-glucosídeos) ou átomos de oxigênio (OU-glucosídeos), do qual dependerá sua estabilidade contra hidrólise química ou enzimática.

A abundância relativa de glicosídeos nas angiospermas é muito maior do que nas gimnospermas e foi demonstrado que, com relação às monocotiledôneas e dicotiledôneas, com algumas exceções, não há grande diferença na quantidade e tipos de glicosídeos encontrados.

É importante ressaltar a grande diversidade e heterogeneidade desse grupo de compostos, uma vez que a identidade de cada um dependerá da porção aglicona, que é altamente variável.

Treinamento

A biossíntese ou formação de compostos glicosídicos (Peng, Peng, Kawagoe, Hogan, & Delmer, 2002) nas plantas depende do tipo de glicosídeo considerado e, nas plantas, suas taxas de biossíntese geralmente dependem das condições. de Meio Ambiente

Glicosídeos cianogênicos, por exemplo, são sintetizados a partir de precursores de aminoácidos, incluindo L-tirosina, L-valina, L-isoleucina e L-fenilalanina. Os aminoácidos são hidroxilados para formar N-hidroxilaminoácidos que são subsequentemente convertidos em aldoximas, que são então transformados em nitrilos.

Os nitrilos são hidroxilados para formar α-hidroxinitrilos, que podem ser glicosilados para formar o glucósido cianogénico correspondente. Dois citocromos multifuncionais conhecidos como enzimas P450 e glicosiltransferase estão envolvidos nesta via biossintética.

A maioria das vias biossintéticas de glicosídeos envolve a participação de enzimas glicosiltransferases, que são capazes de transferir seletivamente resíduos de carboidratos de um intermediário ativado por uma molécula de UDP para a porção correspondente de aglicona.

A transferência de açúcares ativados, como UDP-glicose, para uma porção aglicona aceptora, ajuda a estabilizar, desintoxicar e solubilizar metabólitos nas etapas finais das vias de produção de metabólitos secundários.

Portanto, as enzimas glicosiltransferases são responsáveis pela grande variedade de glicosídeos nas plantas e por isso têm sido amplamente estudadas.

Alguns métodos sintéticos em vitro Eles existem para a obtenção de derivados de glicosídeos de plantas que envolvem sistemas de hidrólise reversa ou trans glicosilação de compostos.

Função

Nas plantas, uma das principais funções dos flavonóides glicosídeos, por exemplo, diz respeito à proteção contra a luz ultravioleta, contra insetos e contra fungos, vírus e bactérias. Eles atuam como antioxidantes, atrativos polinizadores e controladores de hormônios vegetais.

Outras funções dos glicosídeos flavonóides incluem a estimulação da produção de nódulos por espécies bacterianas do gênero Rhizobium. Eles podem participar de processos de inibição enzimática e como agentes alelopáticos. Assim, eles também fornecem uma barreira de defesa química contra herbívoros.

Muitos glicosídeos, quando hidrolisados, geram resíduos de glicose que podem ser utilizados pelas plantas como substrato metabólico para produção de energia ou mesmo para a formação de compostos estruturalmente importantes nas células.

Falando antropocentricamente, a função desses compostos é muito diversa, pois enquanto alguns são usados na indústria de alimentos, outros são usados em produtos farmacêuticos para o desenvolvimento de medicamentos para o tratamento de hipertensão, distúrbios circulatórios, agentes anticâncer, etc.

Tipos / grupos

A classificação dos glicosídeos pode ser encontrada na literatura com base nas porções não sacarídicas (agliconas) ou na origem botânica destas. A seguir está uma forma de classificação com base na porção aglicona.

Os principais grupos de glicosídeos correspondem aos glicosídeos cardíacos, os glicosídeos cianogênicos, os glucosinolatos, as saponinas e os glicosídeos de antraquinona. Alguns flavonóides também ocorrem comumente como glicosídeos.

Glicosídeos cardíacos

Essas moléculas são geralmente compostas por uma molécula (região aglicona) cuja estrutura é esteroidal. Eles estão presentes em plantas da família Scrophulariaceae, particularmente em Digitalis purpurea, bem como na família Convallariaceae com Convallaria majalis como um exemplo clássico.

Este tipo de glicosídeo tem um efeito inibitório negativo nas bombas de sódio / potássio ATPase nas membranas celulares, que são especialmente abundantes nas células cardíacas, de modo que a ingestão de plantas com esses compostos secundários tem efeitos diretos no coração; daí seu nome.

Glicosídeos cianogênicos

Eles são quimicamente definidos como glicosídeos α-hidroxitrila, que são derivados de compostos de aminoácidos. Eles estão presentes em espécies de angiospermas da família Rosaceae, principalmente em espécies do gênero. Prunus, bem como na família Poaceae e outras.

Foi determinado que estes estão entre os compostos tóxicos característicos de algumas variedades de Manihot esculenta, mais conhecida na América do Sul como mandioca, mandioca ou mandioca. Da mesma forma, eles são abundantes em sementes de maçã e nozes, como amêndoas.

A hidrólise desses metabólitos secundários termina na produção de ácido cianídrico. Quando a hidrólise é enzimática, as porções de glicona e aglicona são separadas, podendo esta última ser classificada como alifática ou aromática.

A porção glicone dos glicosídeos cianogênicos é tipicamente D-glicose, embora gentobiose, primeverose e outras também tenham sido observadas, principalmente ligadas por ligações β-glucosídicas.

O consumo de plantas com glicosídeos cianogênicos pode ter efeitos negativos, incluindo interferência na utilização de iodo, resultando em hipotireoidismo.

Glucosinolatos

A base de sua estrutura de aglicona é composta de aminoácidos que contêm enxofre, por isso também podem ser chamados de tioglicosídeos. A principal família de plantas associada à produção de glucosinolatos é a família das Brassicaceae.

Entre os efeitos negativos para os organismos que ingerem essas plantas está a bioativação hepática de procarcinogênios ambientais, que é produto de efeitos complexos nas isoformas do citocromo P450. Além disso, esses compostos podem irritar a pele e induzir hipotireoidismo e gota.

Saponinas

Muitos compostos "formadores de sabão" são glicosídeos. A parte aglicona das saponinas glicosídicas consiste em triterpenóides pentacíclicos ou esteróides tetracíclicos. Eles são estruturalmente heterogêneos, mas têm características funcionais comuns.

Em sua estrutura, apresentam porções glicona altamente hidrofílicas e regiões agliconas fortemente hidrofóbicas, que conferem propriedades emulsificantes, podendo ser utilizadas como detergentes.

As saponinas estão presentes em uma ampla gama de famílias de plantas, entre as quais estão as espécies pertencentes à família Liliaceae, exemplificadas na espécie Narthecium ossifragum.

Glicosídeos de antraquinona

Eles são menos comuns no reino vegetal em comparação com os outros glicosídeos mencionados acima. Eles estão presentes em Rumex crispus e espécies do gênero Rheum. O efeito de sua ingestão corresponde a uma secreção exagerada de água e eletrólitos acompanhada de peristalse no cólon.

Flavonóides e pró-antocianinas

Muitos flavonóides e seus oligômeros, as pró-antocianinas, ocorrem como glicosídeos. Esses pigmentos são muito comuns em grande parte do reino vegetal, com exceção de algas, fungos e alguns hornworts.

Eles podem existir na natureza como C- ou O-glucosídeos, dependendo da natureza da ligação glicosídica que ocorre entre as regiões de glicone e algicone, portanto, alguns são mais resistentes à hidrólise química do que outros.

A estrutura aglicona dos flavonóides C-glicosídeos corresponde a três anéis com algum grupo fenólico que lhes confere a característica de antioxidantes. A união do grupo sacarídeo à região aglicona ocorre por meio de ligações carbono-carbono entre o carbono anomérico do açúcar e o carbono C6 ou C8 do núcleo aromático do flavonóide.

Referências

Conn, E. E. (1979). Biossíntese de Glicosídeos Cianogênicos. Naturwissenschaften, 66, 28–34.
Forslund, K., Morant, M., Jørgensen, B., Olsen, C. E., Asamizu, E., & Sato, S. (2004). Biossíntese dos glicosídeos nitrílicos rodiocianósido A e D e dos glicosídeos cianogênicos Lotaustralin e Linamarin em Lotus japonicus. Fisiologia vegetal, 135(Maio), 71-84.
Markham, K. R. (1989). Métodos em bioquímica vegetal. 6. Flavones, flavonóis e seus glicosídeos (Vol. 1). IMPRENSA ACADÊMICA LIMITADA. Obtido em www.dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-461011-8.50012-3
Peng, L., Peng, L., Kawagoe, Y., Hogan, P., & Delmer, D. (2002). Sitosterol B-glucosídeo como iniciador para síntese de celulose em plantas. Ciência, 295, 147–150.
Richman, A., Swanson, A., Humphrey, T., Chapman, R., Mcgarvey, B., Pocs, R., & Brandle, J. (2005). A genômica funcional revela três glicosiltransferases envolvidas na síntese dos principais glicosídeos doces de Stevia rebaudiana. The Plant Journal, 41, 56–67.
Swain, T. (1963). Taxonomia de planta química. Londres: Academic Press.
van Rantwijk, F., Oosterom, M. W., & Sheldon, R. A. (1999). Síntese de alquil glicosídeos catalisada por glicosidase. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 6, 511–532.
Vetter, J. (2000). Glicosídeos cianogênicos de plantas. Toxicon, 38, 11–36.
Wolfenden, R., Lu, X., & Young, G. (1998). Hidrólise espontânea de glicosídeos. J. Am. Chem. Soc., 120, 6814–6815.