Glicosídeos: formação, função e tipos / grupos

Os glicósidos são metabolitos secundários de plantas que são obrigados a mono- ou oligossacáridos através de ligações glicosídicas , ou seja, que são metabolitos glicosiladas. Eles pertencem à família química dos glicosídeos, que abrangem todos os compostos químicos ligados a resíduos açucarados.

Na estrutura típica de uma molécula de glicosídeo, duas regiões são reconhecidas: algicone e glicina. A região formada pelo resíduo sacárido é chamada glicina e a região correspondente à molécula não sacárida é conhecida como porção aglicona.

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Estrutura de um glicosídeo (Fonte: Yikrazuul [domínio público] via Wikimedia Commons)

Geralmente, o termo “glicosídeo” é usado para se referir ao fato de que durante a hidrólise desses compostos são liberadas moléculas de glicose, no entanto, membros da mesma família de moléculas possuem resíduos de outros tipos de açúcares, como ramnose, galactose ou o manose, entre outros.

A nomenclatura de glicosídeo normalmente denota a natureza de sua região de aglicona. Os nomes com a terminação “-ina” são reservados para compostos de nitrogênio, enquanto os alcalóides são nomeados com o sufixo “-osídeo”.

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

A ligação glicosídica entre as porções de glicina e aglicona pode ocorrer entre dois átomos de carbono ( C- glicosídeos) ou átomos de oxigênio ( O- glicosídeos), dos quais pode depender sua estabilidade contra a hidrólise química ou enzimática.

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

É importante enfatizar 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 e Delmer, 2002) em plantas depende do tipo de glicosídeo que é considerado e, nas plantas, suas taxas de biossíntese dependem, frequentemente, de condições ambiental.

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 aminoácidos N- hidroxil que são posteriormente convertidos em aldoximas, que são transformadas em nitrilos.

Os nitrilos são hidroxilados para formar os a-hidroxinitrilos, que podem ser glicosilados para formar o glicosídeo cianogênico correspondente. Dois citocromos multifuncionais conhecidos como enzimas P450 e glicosiltransferase estão envolvidos nessa via biossintética.

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Na maior parte, as vias biossintéticas dos glicosídeos envolvem a participação de enzimas glicosiltransferase, que são capazes de transferir seletivamente resíduos de carboidratos de um intermediário ativado por meio de uma molécula UDP para a porção de aglicona correspondente.

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

São as enzimas glicosiltransferase responsáveis ​​pela grande variedade de glicosídeos nas plantas e, portanto, têm sido extensivamente estudadas.

Existem alguns métodos sintéticos in vitro para obter derivados de glicosídeo de plantas que envolvem sistemas de hidrólise reversa ou glicosilação trans de compostos.

Função

Nas plantas, uma das principais funções dos glicosídeos flavonóides, por exemplo, tem a ver com a proteção contra a luz ultravioleta, contra insetos e contra fungos, vírus e bactérias . Eles servem 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 de importância estrutural nas células.

Antropocentricamente, a função desses compostos é muito diversa, pois enquanto alguns são utilizados na indústria de alimentos, outros são utilizados na indústria farmacêutica para o design de medicamentos para o tratamento da hipertensão, distúrbios circulatórios, agentes antineoplásicos, etc.

Tipos / Grupos

A classificação dos glicosídeos pode ser encontrada na literatura com base em porções não sacarídicas (agliconas) ou em relação à sua origem botânica. A seguir, é apresentada uma forma de classificação baseada na porção aglicona.

Os principais grupos de glicosídeos correspondem aos glicosídeos cardíacos, glicosídeos cianogênicos, glicosinolatos, saponinas e glicosídeos antraquinona. Alguns flavonóides também costumam ocorrer como glicosídeos.

Glicosídeos cardíacos

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

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Esse tipo de glicosídeo tem um efeito inibitório negativo nas bombas de sódio / potássio da ATPase nas membranas celulares, que são especialmente abundantes nas células cardíacas, portanto a ingestão de plantas com esses compostos colaterais tem efeitos diretos no coração; daí o nome dele.

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, particularmente em espécies do gênero Prunus , bem como em Poaceae e outras famílias.

Foi determinado que estes fazem parte dos compostos tóxicos característicos de algumas variedades de Manihot esculenta , mais conhecidas 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 hidrociânico. Quando a hidrólise é enzimática, as porções de glicina e aglicona são separadas, podendo esta ser classificada como alifática ou aromática.

A porção de glicina dos glicosídeos cianogênicos é tipicamente D-glicose, embora também tenha sido vista como sendo gentil, primitiva e outras, principalmente ligadas por ligações β-glicosídicas.

O consumo de plantas com glicosídeos cianogênicos pode ter efeitos negativos, dentre os quais há interferência no uso de iodo, resultando em hipotireoidismo.

Glucosinolatos

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

Entre os efeitos negativos para os organismos que ingerem essas plantas estão a bioativação hepática de procarcinógenos ambientais, 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 em comum.

Em sua estrutura, possuem porções de glicina altamente hidrofílicas e regiões aglicona fortemente hidrofóbicas, que fornecem propriedades emulsificantes, para que possam ser usadas como detergentes.

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

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Glicosídeos de antraquinona

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

Flavonóides e pró-antocianinas

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

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

A estrutura aglicona dos flavonóides C-glicosídeo corresponde a três anéis com algum grupo fenólico que fornece a característica de antioxidantes. A ligação do grupo sacarídeo à região aglicona ocorre através de ligações carbono-carbono entre o carbono anomérico do açúcar e o carbono C6 ou C8 do núcleo aromático flavonóide.

Referências

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