Cianogén glikozid
A cianogén glikozidok , a cianogén glikozid cianoglikozidok vagy növényi toxinok (fitotoxinok) széles körben elterjedtek, a glikozidok csoportja . Glikozidból állnak, amely egy alkohol és egy szénhidrát (cukor) kombinációja, amely emellett nitril- CN csoportot hordoz . Ez utóbbi hidrolízissel történő lebontása bizonyos enzimek hatására felszabadítja többek között a hidrogén-cianidot (HCN), egy nagyon mérgező anyagot, amelyet hidrogén-cianidnak is hívnak (innen származik a cianogén elnevezés). Ezt a folyamatot " cianogenezisnek " nevezik . A növények másodlagos metabolitjai, amelyek különösen növényvédő funkciókat biztosítanak növényevő vagy fitofág ragadozóikkal szemben .
Ezek a vegyületek, amelyeket kémiailag az a-hidroxinitrilek glikozidjaiként definiálhatunk , a növények aminosavak alkotóelemeiből származnak . Ezek jelen vannak több mint 2500 növény faj .
Úgy tűnik, hogy a cianogén glükozidok egyes "bioszintetikus típusai" több evolúciós eredettel bírnak, míg mások úgy tűnik, hogy csak egyszer fordultak elő, és ezért csak néhány rokon növényi taxonra korlátozódnak .
- Az elágazó aminosavakból származó cianogén glikozidok gyakoriak az Amygdaloideae és a Maloideae alcsaládokban a Rosaceae között ; és hasonló vegyületek találhatók a Fabaceae és a Sapindaceae növényekben .
- A tirozinból származó cianogén glikozidok sok Magnoliales és Laurales családban gyakoriak .
Szerkezet
A cianogén glikozidok két elemből álló molekulák: az aglikon, egy nem szénhidrátos rész, cianohidrinből (α-hidroxinitril), amelyet egy glikon alkotó cukor (vagy óz), gyakran glükóz stabilizál. Szerkezetük változatos, több mint 60 különböző forma ismert, a különbségek vagy az aglikon variációiból , vagy a glikon további glikozilezéséből adódnak. A központi szénatom gyakran aszimmetrikus , ezért a szerkezet királis, és mind R, mind S formában ( enantiomerek ) előfordulhat.
Kevés kivételtől eltekintve az ismert cianogén glikozidok hat csoportba sorolhatók, amelyek öt fehérje aminosavból ( valin , izoleucin , leucin , fenilalanin és tirozin ) és egy nem fehérje aminosavból ( ciklopenteniglicin ) származnak .
| Elődök | Alapszerkezetek | Példák származékokra |
|---|---|---|
 Valine |
Linamarin | Linasztatin |
 Izoleucin |
R- Lotaustralin , S- Neolotaustralin |
Neolinustatin |
 Leucin |
R- Heterodendrin , S- Epiheterodendrin |
Proacacipetalin , Cardiospermine , Proacaciberin |
| Ciklopenteniglicin | R- Deidaclin , S- Tetraphylline A |
Taraktophylline , Gynocardine |
 Fenilalanin |
R- Prunasin , S- Sambunigrine |
Amigdalin , Holocalin , Vicianine |
 Tirozin |
R- Dhurrine , S- Taxiphylline |
Fehérje , Nandinin |
terjesztés
A cianogén glikozidok jelenlétét legalább 2650 növényfajban , több mint 550 nemzetségben és 130 családban ismerik el . Ez a kimutatás egyszerű kolorimetriás vizsgálatokon alapszik, de a cianogén vegyületeket valóban mintegy 475 növényfajnál izolálták és tanulmányozták, és ezeknek a vegyületeknek a kémiai szerkezetét csak 60 esetben tették közzé. Az érintett családok többsége az orrszárnyúak közé tartozik , főként a kétszikűek , de vannak olyan kivételek, mint a Polypodiaceae ( pteridophytes ) és a Taxaceae ( gymnosperms ).
Bizonyos cianogén glikozidok széles eloszlásúak, és számos növénycsaládban vannak jelen. Így a linamarin és a lotaustralin öt családban található meg: Asteraceae , Euphorbiaceae , Linaceae , Papaveraceae és Fabaceae , míg a prunasin hat családban található ( Polypodiaceae , Myrtaceae , Rosaceae , Saxifragaceae , Scrophulariaceae és Myoporaceae ). A legáltalánosabb eset az, hogy egy adott cianogén vegyület csak egy vagy két családban jelenik meg. Ezzel szemben leggyakrabban egy adott család csak egy vagy két jellegzetes glikozidot tartalmaz. Ilyen például a Poaceae ( dhurrin ), az Asteraceae ( linamarin ), a Polypodiaceae ( prunasin és vicianin ), a Rosaceae ( amygdalin és prunasin). Ez a sajátos eloszlás kemotaxinomikus jelleget kölcsönöz ezeknek a vegyületeknek .
Számos baktérium- és gombafajban is vannak cianogén vegyületek, de ezek általában labilisak .
Az állatvilágban a cianogén glikozidok jelenléte az ízeltlábúakra korlátozódik . Bizonyos rovarok , gyakran aposzematikus színűek , vagy szintetizálhatják ezeket a cianogén anyagokat de novo , vagy elválaszthatják gazdanövényeikből.
Példák
| Cianogén glikozid | Növényfajok | |
|---|---|---|
| Népies név | Tudományos név | |
| Amygdalin | Mandulafa (mandula) | Prunus amygdalus |
| Dhurrine | Cirok | Cirok bicolor , Cirok album |
| Linamarin | Manióka | Manihot esculenta , Manihot carthaginensis |
| Lima bab | Phaseolus lunatus | |
| Lotaustralin | Manióka | Manihot carthaginensis |
| Lima bab | Phaseolus lunatus | |
| Prunasin | Kő gyümölcs |
Prunus spp., Például: Prunus avium , Prunus padus , Prunus persica , Prunus macrophylla |
| Taxifillin | Bambuszlövés | Bambusa vulgaris |
A fehér lóhere cianogenezisének polimorfizmusa
Közel egy évszázad óta ismerjük Európában a cianogenezis genetikai polimorfizmusát a fehér lóhere ( trifolum repens ) különböző populációiban . Ezt a polimorfizmust, amely a növények szöveteinek károsodása esetén és a megfelelő enzim hatására a cianid felszabadulásával vagy anélkül nyilvánul meg, két független gén , az Ac és az Li kontrollálja .
Az Ac gén meghatározza a növény cianogén glikozidok ( lotaustralin és linamarin ) termelő képességét . Ezeket a glikozidokat a levél- és őssejtek vakuolusai tárolják . A növényeknek legalább egy domináns Ac alléllel kell rendelkezniük a cianogén glükozidok előállításához, egy homozigóta recesszív növény (acac genotípus) nem.
A Li gén meghatározza a cianogén glikozidok hidrolíziséhez és a cianid felszabadulásához szükséges enzim, a linamaráz jelenlétét vagy hiányát, ezért veszélyesebb. A linamaráz a levél epidermális sejtjeinek falában tárolódik, így csak akkor, ha a sejtek lebomlanak, az enzim érintkezésbe kerülhet a glikozidokkal, és a cianid felszabadulása történhet. Az a növény, amely a Li gén két recesszív allélt hordozza (lili genotípus), nem termel linamarázt.
Ezért négy különböző típusú lóhere létezik a cianogenezis által okozott potenciális toxicitásuk szempontjából. A cianogén fenotípust az domináns allél jelenléte határozza meg az egyes lokuszokban:
- AcLi: glikozidok és enzim,
- Acli: csak glikozidok,
- acLi: csak enzim,
- acli: sem glükozidok, sem enzimek.
Csak akkor lehetséges toxikus hatás, ha mindkét gén domináns. Más esetekben vagy a glikozidok, vagy az enzim, vagy mindkettő hiányzik, és a növény nem képes felszabadítani a cianidot (acianogén növény).
használat
A mandulafa friss leveleiben vagy a cseresznye babérjában található prunasint és amidalint hagyományosan a növényi gyógyszer hatóanyagainak tekintik . A dermatológiában érzéstelenítő és görcsoldó tulajdonságoknak tulajdonítják őket.
A cseresznye babér ( Prunus laurocerasus ) friss leveleiből , amelyek gazdag prunasinban vannak (120–180 mg / 100 g), „cseresznye babér desztillált víz”, titrálva 100 mg / 100 g teljes HCN-tartalommal . Ezt a készítményt vontunk be a francia gyógyszerkönyvben (10 th Edition), és aromaanyagként használt, görcsoldó és légzőszervi stimuláns.
Megjegyzések és hivatkozások
- (in) Hegnauer R., " cianogén vegyületek, mint szisztematikus markerek a Tracheophyta-ban " , Plant Syst Evol. , vol. 1. kiegészítés,1977, P. 191-209.
- (en) David S. Seigler, „ Cianogén glikozidok és cianolipidek ” , a növény másodlagos anyagcseréjében , Springer Science & Business Media,1998, 759 p. ( ISBN 9780412019814 , online olvasás ) , p. 273-299.
- (en) Michael Wink, A növény másodlagos anyagcseréjének biokémiája , t. 2, CRC Press, coll. "Sheffield éves üzemvélemények",1999, 374 p. ( ISBN 978-0-8493-4085-7 , online olvasás ) , p. 79-106.
- (en) Vetter János, „ Növényi cianogén glikozidok ” , Toxicon , vol. 38, n o 1,2000. január, P. 11–36 ( online olvasás ).
- (a) Matthias Lechtenberg, " cianogenezisben a magasabb rendű növények és állatok " , Els , John Wiley & Sons,2011. július( DOI 10.1002 / 9780470015902.a0001921.pub2 , absztrakt ).
- (in) Mika Zagrobelny Søren Baka Anne Vinther Rasmussen, Bodil Jørgensen, Clas Naumann, Birger Lindberg Møller, " cianogén glikozidok és növény-rovar kölcsönhatások " , Phytochemistry , vol. 65,2004, P. 293–306 ( online olvasás ).
- (in) G. Speijers, " cianogén glikozidok " az IPCS INCHEM-en , Nemzetközi Kémiai Biztonsági Program (IPCS) (hozzáférés: 2016. december 13. )
- (in) MA Hughes, " A cianogén polimorfizmus a Trifoliumrepens L.-ben (fehér lóhere) " , Heredity , vol. 66,1991, P. 105–115 ( online olvasás ).
- " Variáció a természetes populációkban " (hozzáférés : 2016. december 14. ) .
- (in) " Laboratory: Clover cianogenezisben " , az Arts & Sciences , Washington University, St. Louis,2012. szeptember(megtekintés : 2016. december 14. ) .
- Émilie Lebreton, „ Növények bőrön történő használatra gyermekeknél (tézis) ” , Université Joseph Fourier - UFR de pharmacy de Grenoble = (hozzáférés : 2016. december 15. ) .
- Jean Bruneton, Farmakognózia, fitokémia, gyógynövények (4. kiadás) , Lavoisier,2009, 1292 p. ( ISBN 978-2-7430-1904-4 , online olvasás ).
Lásd is
Bibliográfia
- (en) Judd, WS Campbell, CS Kellogg, EA Stevens, PF Donoghue, MJ, „ Másodlagos növényi vegyületek (4. fejezet, Strukturális és biokémiai karakterek) ” , a növényi szisztematikában: filogenetikai megközelítés, második kiadás , Sunderland (Massachusetts, Sinauer Associates,2002, 576 p..
- ( fr ) Jonathan E. Poulton, „ Cianogenezis a növényekben ” , Plant Physiol. , vol. 94,1990, P. 401-405 ( online olvasás ).
- (en) Vetter János, „ Növényi cianogén glikozidok ” , Toxicon , vol. 38, n o 1,2000. január, P. 11–36 ( online olvasás ).
- (en) Ilza A. Francisco és Maria Helena Pimenta Pinotti, „ Cianogén glikozidok a növényekben ” , Brazil Biológiai és Technológiai Archívum , vol. 43, n o 5,2000( ISSN 1678-4324 , online olvasás ).
- (en) David S. Seigler, „ Cianogén glikozidok és cianolipidek ” , a növény másodlagos anyagcseréjében , Springer Science & Business Media,1998, 759 p. ( ISBN 9780412019814 , online olvasás ) , p. 273-299.
Külső linkek
- (en) „ Cianogén glikozidok - Információs lap ” , az MPI Food Safety , Minisztérium Elsődleges Iparágakért (Új-Zéland) (hozzáférés : 2016. december 12. ) .