En química , un glucósido / ˈɡ l aɪ k ə s aɪ d / es una molécula en la que un azúcar está unido a otro grupo funcional mediante un enlace glicosídico . Los glucósidos desempeñan numerosas funciones importantes en los organismos vivos. Muchas plantas almacenan sustancias químicas en forma de glucósidos inactivos. Estos pueden activarse mediante hidrólisis enzimática , [1] que hace que la parte del azúcar se rompa, haciendo que el producto 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 forma de defensa química contra los depredadores. [2] En animales y humanos, los venenos a menudo están unidos 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 glicosídico . Los glucósidos pueden estar unidos por un enlace glicosídico O- (un O-glicósido ), N- (una glicosilamina ), S-(un tioglicósido ) o C- (un C-glicósido ). Según la IUPAC , el nombre " C -glucósido" es inapropiado ; el término preferido es " compuesto de C -glicosilo". [3] La definición dada es la utilizada por la IUPAC , que recomienda la proyección de Haworth para asignar correctamente configuraciones estereoquímicas . [4]
Muchos autores exigen además que el azúcar esté unido a un elemento 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 aglicona o genina parte del glucósido. La glicona puede estar formada por un único grupo de azúcares ( monosacárido ), dos grupos de azúcares ( disacárido ) o varios grupos de azúcares ( oligosacáridos ).
El primer glucósido jamás 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 nombre inapropiado y la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada lo desaconseja . Las glicosilaminas y los glucósidos se agrupan como glicoconjugados ; otros glicoconjugados incluyen glicoproteínas , glicopéptidos , peptidoglicanos , glicolípidos y lipopolisacáridos . [ cita necesaria ]
Gran parte de la química de los glucósidos se explica en el artículo sobre enlaces glicosídicos . Por ejemplo, las porciones de glicona y aglicona pueden separarse químicamente mediante 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 en la naturaleza son las glicosiltransferasas . Se han desarrollado enzimas genéticamente alteradas denominadas glicosintasas que pueden formar enlaces glicosídicos con excelente rendimiento. [ cita necesaria ]
Hay muchas formas de sintetizar químicamente enlaces glicosídicos. La glicosidación de Fischer se refiere a la síntesis de glucósidos mediante la reacción de monosacáridos desprotegidos con alcoholes (generalmente 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 necesaria ]
Los glucósidos se pueden clasificar por glicona, por tipo de enlace glucosídico y por aglicona.
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 cuerpo, las sustancias tóxicas suelen estar unidas al ácido glucurónico para aumentar su solubilidad en agua; los glucurónidos resultantes luego se excretan. Los compuestos también se pueden definir generalmente según la clase de glicona; por ejemplo, los biosidos son glucósidos con una glicona de disacárido (biosa).
Dependiendo de si el enlace glucosídico se encuentra "por debajo" o "por encima" del plano de la molécula de azúcar cíclico, los glucósidos se clasifican en α-glucósidos o β-glucósidos . Algunas enzimas, como la α-amilasa, sólo pueden hidrolizar los enlaces α; otros, como la emulsina , sólo pueden afectar los enlaces β.
Hay cuatro tipos de enlaces presentes entre glicona y aglicona:
Los glucósidos también se clasifican según la naturaleza química de la aglicona. Para fines de bioquímica y farmacología, esta es la clasificación más útil.
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 .
Estos glucósidos contienen un grupo aglicona que es un derivado de la antraquinona . Tienen un efecto laxante . Se encuentran principalmente en plantas dicotiledóneas , excepto en la familia Liliaceae , que son monocotiledóneas . Están presentes en las especies de sen , ruibarbo y aloe . Antron y antranol son formas reducidas de antraquinona.
En este caso, la aglicona es cumarina o un derivado. Un ejemplo es la apterina , que dilata las arterias coronarias y bloquea los canales de calcio . Otros glucósidos cumarínicos se obtienen de hojas secas de Psoralea corylifolia .
En este caso, la aglicona se llama benzo-gamma-pirona.
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 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 en la disuasión de los herbívoros, en algunas plantas controlan la germinación, la formación de yemas , el transporte de carbono y nitrógeno y posiblemente actúan como antioxidantes. [6] La producción de glucósidos cianogénicos es una función evolutivamente conservada, 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 las pantallas se encuentran en aproximadamente el 11% de las plantas cultivadas, pero sólo en el 5% de las plantas en general; los humanos parecen haber seleccionado para ellos. [6]
Los ejemplos incluyen la amígdala y la prunasina , que se obtienen del 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 loteaustralina . [6]
La amigdalina y un derivado sintético, el laetrilo , se investigaron como fármacos potenciales para tratar el cáncer y se promocionaron fuertemente 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 hospedantes como una forma de protección contra los depredadores debido a su desagradable palatabilidad. [8] [9]
Aquí, la aglicona es un flavonoide . Ejemplos de este gran grupo de glucósidos incluyen:
Entre los efectos importantes de los flavonoides se encuentra su efecto antioxidante . También se sabe que disminuyen la fragilidad capilar .
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.
Estos compuestos producen 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 son un material de partida importante para la producción de glucocorticoides semisintéticos y otras hormonas esteroides 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 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 potencial para mejorar la fermentación microbiana ruminal reduciendo las concentraciones de amoníaco y la producción de metano en animales rumiantes . [11]
En estos glucósidos, la parte aglicona es un núcleo esteroide . 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 se reconoce ahora, no mejora la capacidad de supervivencia; ahora se prefieren otros agentes [ se necesita ejemplo ] [ cita médica necesaria ] ) y arritmia .
Estos glucósidos dulces que se encuentran en la planta de stevia Stevia rebaudiana Bertoni tienen entre 40 y 300 veces el dulzor 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 de aglicona. La glucosa o combinaciones de ramnosa -glucosa están unidas a los extremos de la aglicona para formar los diferentes compuestos.
Estos contienen un grupo iridoide ; por ejemplo, aucubina , ácido geniposidico , teviridosido, loganina , catalpol .
Como el nombre contiene el prefijo tio- , estos compuestos contienen azufre . Los ejemplos incluyen la sinigrina , que se encuentra en la mostaza negra , y la sinalbina , que se encuentra en la mostaza blanca .