En química , un glucósido / ˈ ɡ l aɪ k ə s aɪ d / es una molécula en la que un azúcar está unido 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 activarse mediante hidrólisis enzimática , [1] que hace que la parte de azúcar se rompa, lo que hace que la sustancia química 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 animales y humanos, los venenos a menudo se unen a las moléculas de azúcar como parte de su eliminación del cuerpo.
En términos formales, un glicósido es cualquier molécula en la que un grupo azúcar está unido a través de su carbono anomérico a otro grupo mediante un enlace glicosídico . Los glicósidos 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 -glicósido" es un nombre inapropiado ; el término preferido es " compuesto C -glicosílico". [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 exigen además que el azúcar esté unido a un no azúcar para que la molécula se califique como glicósido, excluyendo así a los polisacáridos . El grupo azúcar se conoce entonces como glicona y el grupo no azúcar como la parte aglicona o genina del glicósido. La glicona puede constar de un solo grupo azúcar ( monosacárido ), dos grupos azúcar ( disacárido ) o varios grupos azúcar ( oligosacárido ).
El primer glicósido 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 de bioquímica llaman a estos compuestos N-glucósidos y los agrupan con los glucósidos; este nombre se considera inapropiado y la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada lo desaconseja . Las glicosilaminas y los glucósidos se agrupan como glicoconjugados ; otros glicoconjugados incluyen las glicoproteínas , los glicopéptidos , los peptidoglicanos , los glicolípidos y los lipopolisacáridos . [ cita requerida ]
Gran parte de la química de los glicósidos se explica en el artículo sobre enlaces glucosídicos . Por ejemplo, las porciones de glicona y aglicona se pueden separar químicamente por hidrólisis en presencia de ácido y se pueden hidrolizar con álcali . También existen numerosas enzimas que pueden formar y romper enlaces glucosídicos. Las enzimas de escisión más importantes son las hidrolasas de glicósido , y las enzimas sintéticas más importantes en la naturaleza son las glicosiltransferasas . Se han desarrollado enzimas modificadas genéticamente denominadas glicosintasas que pueden formar enlaces glucosídicos con un rendimiento excelente. [ cita requerida ]
Existen muchas formas de sintetizar químicamente enlaces glucosídicos. La glucosidación de Fischer se refiere a la síntesis de glicósidos mediante la reacción de monosacáridos desprotegidos con alcoholes (normalmente como disolvente) en presencia de un catalizador ácido fuerte. La reacción de Koenigs-Knorr es la condensación de haluros de glucosilo y alcoholes en presencia de sales metálicas como el carbonato de plata o el óxido de mercurio . [ cita requerida ]
Los glicósidos se pueden clasificar por la glicona, por el tipo de enlace glicósido y por la aglicona.
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 luego se excretan. Los compuestos también se pueden definir generalmente en función de la clase de glicona; por ejemplo, los biósidos son glicósidos con un disacárido (biosa) glicona.
Dependiendo de si el enlace glucosídico se encuentra "por debajo" o "por encima" del plano de la molécula de azúcar cíclica, los glicósidos se clasifican como α-glicósidos o β-glicósidos . Algunas enzimas, como la α-amilasa , solo pueden hidrolizar enlaces α; otras, como la emulsina , solo pueden afectar enlaces β.
Hay cuatro tipos de enlaces presentes entre la glicona y la aglicona:
Los glicósidos 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 glicósidos contienen un grupo aglicón 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 . La antrano y el antranol son formas reducidas de la 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 glicósidos cumarínicos se obtienen de las 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, se liberan y se activan por enzimas en el citoplasma . Estas 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 a 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 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 las pantallas se encuentran en aproximadamente el 11% de las plantas cultivadas, pero solo en el 5% de las plantas en general; los humanos parecen haberlos 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 dhurrina , el primer glucósido cianogénico en ser 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 posibles fármacos 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 hospedantes como una forma de protección contra los depredadores debido a su falta de palatabilidad. [8] [9]
En este caso, la aglicona es un flavonoide . Algunos ejemplos de este gran grupo de glicósidos son:
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 causan hemólisis de los glóbulos rojos . Los glicósidos de saponina se encuentran en el regaliz . Su valor medicinal se debe a sus efectos expectorantes , corticoides y antiinflamatorios. Las saponinas esteroides son 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 glicósido dioscina. Los ginsenósidos son glicósidos 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 glicósidos triterpénicos son anfipolares en determinadas condiciones, actuando como surfactante . 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 antígenos exógenos, lo que los hace 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 antes mencionado de la hemólisis . [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 animales rumiantes . [11]
En estos glicósidos, la parte aglicona es un núcleo esteroide . Estos glicósidos 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 [ ejemplo necesario ] [ 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 más dulzor que 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.
Éstos contienen un grupo iridoide ; por ejemplo, aucubina , ácido geniposidico , teviridosido, loganina , catalpol .
Como el nombre contiene el prefijo tio- , estos compuestos contienen azufre . Algunos ejemplos son la sinigrina , presente en la mostaza negra , y la sinalbina , presente en la mostaza blanca .