En química , un glicósido / ɡ l aɪ k ə s aɪ d / es una molécula en la que un azúcar se une a otro grupo funcional a través de un enlace glucosídico . Los glucósidos desempeñan numerosas funciones importantes en los organismos vivos. Muchas plantas almacenan sustancias químicas en forma de glucósidos inactivos. Estos pueden ser activados por hidrólisis enzimática , [1] que hace que la parte de azúcar se rompa, haciendo que el químico esté disponible para su uso. Muchos de estos glucósidos vegetales se utilizan como medicamentos.. Varias especies de mariposas Heliconius son capaces de incorporar estos compuestos vegetales como una forma de defensa química contra los depredadores. [2] En los animales y los seres humanos, los venenos a menudo se unen a las moléculas de azúcar como parte de su eliminación del cuerpo.
En términos formales, un glucósido es cualquier molécula en la que un grupo de azúcar está unido a través de su carbono anomérico a otro grupo mediante un enlace glucosídico . Los glucósidos se pueden unir mediante un enlace glicosídico O- (un O-glucósido ), N- (una glucosilamina ), S- (un tioglicosido ) o C- (un C-glucósido ). Según la IUPAC , el nombre " C -glucósido" es un nombre inapropiado ; el término preferido es " compuesto de glicosilo C ". [3] La definición dada es la utilizada por la IUPAC , que recomienda la proyección de Haworth para asignar correctamente las configuraciones estereoquímicas . [4] Muchos autores requieren además que el azúcar esté unido a un no azúcar para que la molécula califique como glucósido, excluyendo así los polisacáridos . El grupo de azúcar se conoce entonces como glicona y el grupo sin azúcar como la parte aglicona o genina del glicósido. La glicona puede constar de un solo grupo de azúcar ( monosacárido ), dos grupos de azúcar ( disacárido ) o varios grupos de azúcar ( oligosacárido ).
El primer glucósido identificado fue la amigdalina , por los químicos franceses Pierre Robiquet y Antoine Boutron-Charlard, en 1830. [5]
Compuestos relacionados
Las moléculas que contienen un enlace N-glicosídico se conocen como glicosilaminas y no se tratan en este artículo. (Muchos autores en bioquímica llaman a estos compuestos N-glucósidos y los agrupan con los glucósidos; esto se considera un nombre inapropiado y desaconsejado por la IUPAC ). Las glucosilaminas y glucósidos se agrupan como glucoconjugados ; otros glicoconjugados incluyen glicoproteínas , glicopéptidos , peptidoglicanos , glicolípidos y lipopolisacáridos . [ cita requerida ]
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 glicosídicos. Las enzimas de escisión más importantes son las glucósido hidrolasas , y las enzimas sintéticas más importantes de la naturaleza son las glucosiltransferasas . Se han desarrollado enzimas genéticamente alteradas denominadas glicosíntesis que pueden formar enlaces glicosídicos con excelente rendimiento. [ cita requerida ]
Hay muchas formas de sintetizar químicamente enlaces glicosídicos. La glicosidación de Fischer se refiere a la síntesis de glucósidos mediante la reacción de monosacáridos no protegidos con alcoholes (normalmente como disolvente) en presencia de un catalizador ácido fuerte. La reacción de Koenigs-Knorr es la condensación de haluros de glicosilo y alcoholes en presencia de sales metálicas como carbonato de plata u óxido de mercurio . [ cita requerida ]
Clasificación
Los glucósidos se pueden clasificar por glicona, por tipo de enlace glicosídico y por aglicona.
Por glicona / presencia de azúcar
Si el grupo glicona de un glicósido 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 cuerpo, las sustancias tóxicas a menudo se unen al ácido glucurónico para aumentar su solubilidad en agua; los glucurónidos resultantes se excretan luego. Los compuestos también pueden definirse generalmente basándose en la clase de glicona; por ejemplo, los biósidos son glucósidos con un disacárido (biosa) glicona.
Por tipo de enlace glucosídico
Dependiendo de si el enlace glicosídico se encuentra "por debajo" o "por encima" del plano de la molécula de azúcar cíclica, los glicósidos se clasifican como α-glucósidos o β-glucósidos . Algunas enzimas como la α-amilasa solo pueden hidrolizar los enlaces α; otros, como la emulsina , solo pueden afectar los enlaces β.
Hay cuatro tipos de enlaces presentes entre la glicona y la aglicona:
- Enlace C / enlace glicosídico, "no hidrolizable por ácidos o enzimas"
- Enlace O / enlace glicosídico
- Enlace N / enlace glucosídico
- Enlace S / enlace glicosídico
Por aglycone
Los glucósidos también se clasifican según la naturaleza química de la aglicona. Para propósitos de bioquímica y farmacología, 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 cuerpo 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 que es un 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 . Anthron y anthranol son formas reducidas de antraquinona.
Glucósidos de cumarina
Aquí, 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 a partir de hojas secas de Psoralea corylifolia .
Glucósidos de cromona
En este caso, la aglicona se llama benzo-gamma-pirona.
Glucósidos cianogénicos
En este caso, la aglicona contiene un grupo cianhidrina . Las plantas que producen glucósidos cianogénicos los almacenan en la vacuola , pero, si la planta es atacada, son liberados y activados por enzimas en el citoplasma . Estos eliminan la parte de azúcar de la molécula, lo que permite que la estructura de la cianhidrina 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 para disuadir a los 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, que aparece en especies tan antiguas como los helechos y tan recientes como las angiospermas . [6] Estos compuestos son producidos por alrededor de 3.000 especies; en pantallas se encuentran en aproximadamente el 11% de las plantas cultivadas, pero solo el 5% de las plantas en general; los humanos parecen haberlas seleccionado. [6]
Los ejemplos incluyen amigdalina y prunasina que son producidas por el almendro amargo ; otras especies que producen glucósidos cianogénicos son el sorgo (del cual se aisló por primera vez la durrina , 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, se investigaron como fármacos potenciales para tratar el cáncer y se promocionaron intensamente como medicina alternativa ; 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 hospedadoras como una forma de protección contra los depredadores debido a su falta de sabor. [8] [9]
Glucósidos flavonoides
Aquí, la aglicona es un flavonoide . Ejemplos de este gran grupo de glucósidos incluyen:
- Hesperidina (aglicona: Hesperetina , glicona: Rutinosa )
- Naringina (aglicona: naringenina , glicona: rutinosa )
- Rutina (aglicona: quercetina , glicona: rutinosa )
- Quercitrina (aglicona: quercetina , glicona: ramnosa )
Entre los efectos importantes de los flavonoides se encuentran 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 dan una espuma permanente cuando se agitan con agua. También provocan 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 esteroides, por ejemplo, en el ñame silvestre Dioscorea, la sapogenina diosgenina —en forma de su glucósido dioscina— es un importante material de partida para la producción de glucocorticoides semisintéticos y otras hormonas esteroides como la progesterona . Los ginsenósidos son glucósidos triterpénicos y saponinas de ginseng de Panax Ginseng CA Meyer ( ginseng chino ) y Panax quinquefolius ( ginseng americano ). En general, se desaconseja el uso del término saponina en química orgánica, porque muchos constituyentes de las plantas pueden producir espuma , y muchos glucósidos triterpénicos son anfipolares en determinadas condiciones y actúan como tensioactivos . Los usos más modernos de las saponinas en biotecnología son como adyuvantes en vacunas : Quil A y su derivado QS-21 , aislado de la corteza de Quillaja saponaria Molina, para estimular tanto la respuesta inmune Th1 como la producción de linfocitos T citotóxicos (CTL) contra los 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 efecto secundario de hemólisis antes mencionado . [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 los animales rumiantes . [11]
Glucósidos esteroides o glucósidos cardíacos
Aquí la parte de aglicona es un núcleo esteroideo . Estos glucósidos se encuentran en los géneros de plantas Digitalis , Scilla y Strophanthus . Se utilizan en el tratamiento de enfermedades cardíacas , por ejemplo, insuficiencia cardíaca congestiva (históricamente, como ahora se reconoce, no mejora la supervivencia; ahora se prefieren otros agentes [ cita requerida ] ) y arritmia .
Glucósidos de esteviol
Estos glucósidos dulces que se encuentran en la planta de stevia Stevia rebaudiana Bertoni tienen entre 40 y 300 veces la dulzura de la sacarosa . Los dos glucósidos principales, el esteviósido y el rebaudiósido A, se utilizan como edulcorantes naturales en muchos países. Estos glucósidos tienen esteviol como parte aglicona. Las combinaciones de glucosa o ramnosa- 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 Geniposidic , theviridoside, loganina , catalpol .
Tioglucósidos
Como su nombre lo indica (qv thio- ), estos compuestos contienen azufre . Los ejemplos incluyen sinigrin , que se encuentra en la mostaza negra , y sinalbin , que se encuentra en la mostaza blanca .
Ver también
- Carbohidrato
- Química de carbohidratos
- Productos naturales
- Glicosilación
- Glicosilación química
- Glicoaleatorización
Referencias
- ^ Brito-Arias, Marco (2007). Síntesis y caracterización de glucósidos . Saltador. ISBN 978-0-387-26251-2.
- ^ Nahrstedt, A .; Davis, RH (1983). "Ocurrencia, variación y biosíntesis de los glucósidos cianogénicos linamarina y lotaustralina en especies de Heliconiini (Insecta: Lepidoptera)". Bioquímica y fisiología comparada Parte B: Bioquímica comparada . 75 (1): 65–73. doi : 10.1016 / 0305-0491 (83) 90041-x .
- ^ "Glucósidos" . Libro de oro de la IUPAC - Glucósidos . 2009. doi : 10.1351 / goldbook.G02661 . ISBN 978-0-9678550-9-7.
- ^ Lindhorst, TK (2007). Fundamentos de la química y bioquímica de carbohidratos . Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31528-4.
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- ^ a b c d e Gleadow, RM; Møller, BL (2014). "Glucósidos cianogénicos: síntesis, fisiología y plasticidad fenotípica". Revisión anual de biología vegetal . 65 : 155–85. doi : 10.1146 / annurev-arplant-050213-040027 . PMID 24579992 .
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- ^ Doyle, Amanda. "Los roles de la temperatura y las interacciones de la planta huésped en el desarrollo larvario y la ecología de la población de Parnassius smintheus Doubleday, la mariposa Apolo de las Montañas Rocosas" (PDF) . Universidad de Alberta . Consultado el 13 de noviembre de 2017 .
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- ^ Patra, AK; Saxena, J (2009). "El efecto y modo de acción de las saponinas sobre las poblaciones microbianas y la fermentación en el rumen y la producción de rumiantes" . Revisiones de investigación nutricional . 22 (2): 204-209. doi : 10.1017 / S0954422409990163 . PMID 20003589 .
enlaces externos
- Definición de glucósidos , del Compendio de terminología química de la IUPAC , el " Libro de oro "
- Reglas de nomenclatura de la IUPAC para los glucósidos