Гликозиды

Это соединения, которые образуются при заме­щении гликозидного гидроксила сахара какой-ни­будь молекулой или группой. Отсюда произошло их название — гликозиды. Часть молекулы гликозида, соединенную с сахаром, называют агликоном, что означает «несахар». Агликонами могут быть самые различные соединения (спирты, кис­лоты, фенольные соединения, амины и др.).

Углеводные компоненты гликозидов очень раз­нообразны. В большом числе гликозидов таким компонентом является глюкоза. Но большинство сахаров, входящих в состав гликозидов, нигде боль­ше не встречается. Иногда в состав гликозидов входят производные моносахаридов, например, глюкуроновая кислота. Некоторые гликозиды со­держат несколько остатков моносахаридов или олигосахарид. Иногда с сахарами в углеводном компоненте могут связываться остатки гидроксикоричных кислот.

Сахарофосфаты -гликозидный гидроксил связан с остатком фосфор­ной кислоты. Участвуют в обмене углеводов.

Фенольные гликозиды содержат в качестве агликона различные фенольные соединения. О фенольных гликозидах мы говорили в предыдущем разделе. Это, например, антоцианы, халконы — важнейшие пигменты растений, связанные с саха­рами кумарины, ванилин и др.

Цианогенные гликозиды в составе агликона содержат цианогруппу. В растениях их най­дено больше 20. Они образуются из аминокислот. Из валина образуется линамарин, из фенилаланина — амигдалин, из тирозина — дуррин.

Линамарин присутствует у многих растений. На­пример, он найден у фасоли, льна. Амигдалин — это гликозид растений семейства розовых. Он содержится в семенах миндаля, яблок, рябины, слив, айвы, ви­шен, персиков и др. Именно с присутствием амигдалина связан специфический горький вкус и запах горького миндаля, который характерен для семян этого семейства.

Дуррин найден в семенах сорго.

Наиболее важными реакциями превращения цианогенных гликозидов являются те, которые приводят к выделению HCN — дыхательного яда. Особенно интенсивно это происходит при разру­шении тканей, когда гликозиды, содержащиеся в вакуолях, взаимодействуют с ферментом β-гликозидазой, которая находится в цитоплазме, в результате чего отщепляется сахар. Агликон, лишенный сахара, может расщепляться с выделением HCN как ферментативным, так и неферментативным путем.

В живых клетках происходит ферментативное образование цианида, но медленно, и к тому же он быстро связывается и включается в азотный -об­мен. HCN под действием β-циано-аланин-синтетазы присоединяется к цистеину с образованием β -цианоаланина, который затем под действием воды превращается в аспарагин.

При неблагоприятных условиях (резкие коле­бания погоды, засуха и т. д.) и обилии азота в поч­ве у многих растений может накапливаться сво­бодная синильная кислота и служить причиной отравления животных (клевер, вика, манник, мо­лочай, осоки, камыш и др.).

Стероидные гликозиды в качестве агликона имеют соединения стероидной природы. Их делят на две группы: сердечные гликозиды и сапонины.

1. Сердечные гликозиды оказывают фармаколо­гическое действие на сердечную мышцу. Они ак­тивируют калий-натриевый насос. Распространение сердеч­ных гликозидов ограничено всего 14 семействами (лилейные, ирисовые, лютиковые, бобовые и др.).

Агликоны этих гликозидов имеют стероидную природу с пятичленным лактоновым кольцом в качестве боковой цепи. Примером может служить дигитоксигенин из наперстянки (Digitalis purpuгеа), который является агликоном ряда ее глико­зидов (дигитоксин). Обнаружено уже около 40 моносахаридов, входя­щих в состав сердечных гликози­дов, большинство из которых ниг­де больше не встречается (цимароза, дигитоксоза, дигиталоза, теветоза, аковеноза, бонвиноза и др.).

2. Сапонины — гликозиды, агликоны которых также имеют стероидную природу, но их боковая цепь состоит из двух гетероцик­лических колец — пяти- и шестичленного. Агликоны сапони­нов называют сапогенинами. В наперстянке содержится са­понин дигитонин, гликоном которого является дигитогенин. Агликоны сапо­нинов связаны с пятью остатками обычных моно­сахаридов (глюкоза, галактоза, ксилоза и др.).

Сапонины — ядовитые вещества. Они обладают детергентными свойствами и разрушают липопротеиновые мембраны.

Сапонины часто присутствуют в тех же растениях, что и сердечные гликозиды. Много сапонинов в цвет­ках мыльнянки. Если растереть их в руках вместе с водой, образуется пена, которая моет так же, как мыло. Отсюда название растения.

Гликоалкалоиды — близкие к сапонинам соеди­нения, имеющие стероидную основу и боковую цепь, представленную гетероциклом с азотом. По­добно сапонинам они обладают детергентными свой­ствами и являются ядами. Гликоалкалоиды характерны для семейства пасленовых. В расте­ниях картофеля обнаружен ряд гликоалкалоидов, содержащих в качестве агликона соланидин. Одним из таких гликозидов является соланин, в составе которого соланидин связан с глюкозой, га­лактозой и рамнозой. Гликоалкалоиды использу­ются для лечения артрита, ревматизма и др.

S-Гликозиды.Эти гликозиды обычно встречаются у растений из семейства крестоцветных (горчица, хрен, капу­ста и др.). При растирании листьев или других частей таких растений происходит ферментатив­ное расщепление гликозидов с образованием гор­чичного масла, имеющего характерный запах. Примером S-гликозидов может служить синигрин из семян сарепской горчицы и хрена и синальбин из семян белой горчицы.

N-Гликозиды.Это метаболически очень актив­ная группа гликозидов. Предста­вителями ее являются нуклеозиды и нуклеотиды. По типу N-гли- козидов построены нуклеотиды, входящие в состав нуклеиновых кислот, АТФ и др.

Роль гликозидов в растении.1. Среди гликозидов есть очень важные, мета­болически активные соединения. Это олиго- и полисахариды, сахарофосфаты, относящиеся к груп­пе О-гликозидов, нуклеозиды и нуклеотиды, отно­сящиеся к группе N-гликозидов. Их значение для растений хорошо известно.

2. Ряд гликозидов придает цветкам и плодам растений окраску (антоцианы, халконы).

3. Возможна защитная роль гликозидов, т. к. некоторые из них ядовиты (цианогенные гликози­ды, сапонины, гликоалкалоиды).

Если еще мало известно о роли гликозидов в рас­тении, то гораздо больше сведений о действии их на организм животных и человека. Среди глико­зидов много токсичных веществ (сапонины, гли­коалкалоиды). Многие гликозиды используются как лекарственные средства (сердечные гликози­ды, С-гликозиды), витамины (эскулетин). Некото­рые гликозиды определяют вкусовые качества пи­щевых продуктов, т. к. часто обладают горьким вкусом и специфическим запахом (горчица, хрен, горький миндаль, ванилин и др.).