The glicozide cianogene , cyanoglycosides glicozide cianogene sau sunt toxine vegetale (phytotoxins) pe scara larga, grupul de glicozide . Acestea constau dintr-un glicozid, care este combinația dintre alcool și carbohidrați (zahăr), care poartă suplimentar o grupare nitril -CN. Descompunerea acestora din urmă prin hidroliză sub efectul anumitor enzime eliberează, printre altele, cianură de hidrogen (HCN), o substanță foarte toxică numită și acid cianhidric (de unde și denumirea de cianogen). Acest proces se numește „ cianogeneză ”. Sunt metaboliți secundari ai plantelor care asigură în special funcții de apărare a plantelor împotriva prădătorilor lor erbivori sau fitofagi.
Acești compuși, care pot fi definiți chimic ca glicozide ale α-hidroxinitrililor , sunt derivați din constituenții aminoacizilor din plante. Acestea sunt prezente la peste 2.500 de specii de plante.
Unele „tipuri biosintetice” de glicozide cianogene par să aibă origini evolutive multiple, în timp ce altele par să se fi produs o singură dată și, prin urmare, au o distribuție limitată doar la câțiva taxoni de plante înrudiți.
Glicozidele cianogene sunt molecule formate din două elemente: aglicona, o parte non-glucidică, formată din cianohidrină (α-hidroxinitril), stabilizată de un zahăr (sau oză), adesea glucoză, care constituie glicona. Structura lor este variată, sunt cunoscute peste 60 de forme diferite, diferențele rezultând fie din variații ale agliconului , fie din glicozilarea suplimentară a gliconei. Atomul central de carbon este adesea asimetric , prin urmare structura este chirală și poate apărea atât în forme R, cât și în forme S ( enantiomeri ).
Cu puține excepții, glicozidele cianogene cunoscute se încadrează în șase grupe, derivate din cinci aminoacizi proteici ( valină , izoleucină , leucină , fenilalanină și tirozină ) și un aminoacid neproteic ( ciclopentenglicină ).
Precursori | Structuri de bază | Exemple de derivate |
---|---|---|
Valine |
Linamarine | Linustatin |
Isoleucina |
R- Lotaustralin , S- Neolotaustralin |
Neolinustatin |
Leucina |
R- Heterodendrin , S- Epiheterodendrin |
Proacacipetalină , Cardiospermină , Proacaciberină |
Ciclopenteniglicină | R- Deidaclin , S- tetrafilină A |
Taraktofilină , ginocardină |
Fenilalanină |
R- Prunasin , S- Sambunigrine |
Amigdalină , Holocalină , Vicianină |
Tirozină |
R- Dhurrine , S- Taxiphylline |
Proteine , Nandinin |
Prezența glicozidelor cianogene a fost recunoscută la cel puțin 2650 de specii de plante, la peste 550 de genuri și 130 de familii . Această detectare se bazează pe teste colorimetrice simple, dar compușii cianogeni au fost de fapt izolați și studiați în aproximativ 475 de specii de plante, iar structura chimică a acestor compuși a fost publicată în doar 60 de cazuri. Majoritatea familiilor în cauză aparțin angiospermelor , în principal dicotiledonate , dar există excepții precum Polypodiaceae ( pteridofite ) și Taxaceae ( gimnosperme ).
Anumite glicozide cianogene au o distribuție largă și sunt prezente în multe familii de plante. Astfel, linamarinul și lotaustralina se găsesc în cinci familii: Asteraceae , Euphorbiaceae , Linaceae , Papaveraceae și Fabaceae , în timp ce prunasinul este prezent în șase familii ( Polypodiaceae , Myrtaceae , Rosaceae , Saxifragaceae , Scrophulariaceae și Myoporaceae ). Cel mai general caz este că un anumit compus cianogen apare doar într-una sau două familii. În schimb, cel mai adesea, o anumită familie conține doar una sau două glicozide caracteristice. Acesta este cazul, de exemplu, al Poaceae ( dhurrin ), al Asteraceae ( linamarin ), al Polypodiaceae ( prunasin și vicianin ), al Rosaceae ( amigdalin și prunasin). Această distribuție specială conferă acestor compuși un caracter chemotaxinomic .
Multe specii de bacterii și ciuperci au și compuși cianogeni, dar aceștia sunt în general labili .
În regnul animal, prezența glicozidelor cianogene pare să fie limitată la artropode . Anumite insecte , adesea cu colorare aposematică , pot fie sintetiza aceste substanțe cianogene de novo , fie sechestra din plantele gazdă.
Glicozida cianogenică | Specii de plante | |
---|---|---|
Numele vernacular | Nume stiintific | |
Amigdalină | Migdal (migdale) | Prunus amygdalus |
Dhurrine | Sorg | Sorghum bicolor , album Sorghum |
Linamarine | Manioc | Manihot esculenta , Manihot carthaginensis |
Bob de Lima | Phaseolus lunatus | |
Lotaustralin | Manioc | Manihot carthaginensis |
Bob de Lima | Phaseolus lunatus | |
Prunasin | Fructe de piatră |
Prunus spp., De exemplu: Prunus avium , Prunus padus , Prunus persica , Prunus macrophylla |
Taxifilina | Lăstari de bambus | Bambusa vulgaris |
Cunoaștem în Europa de aproape un secol, un polimorfism genetic al cianogenezei la diferite populații de trifoi alb ( trifolum repens ). Acest polimorfism, care se manifestă prin eliberarea sau nu a cianurii în cazul deteriorării țesuturilor plantelor și sub efectul enzimei corespunzătoare, este controlat de două gene independente, Ac și Li.
Gena Ac determină capacitatea plantei de a produce glicozide cianogene ( lotaustralină și linamarină ). Aceste glicozide sunt depozitate în vacuolele frunzelor și celulelor stem. O plantă trebuie să poarte cel puțin o alelă dominantă de Ac pentru a produce glucozide cianogene, o plantă homozigotă recesivă (genotipul acac) nu.
Gena, Li, determină prezența sau absența enzimei, linamaraza , care este necesară pentru hidroliza glicozidelor cianogene și eliberarea cianurii și, prin urmare, este mai periculoasă. Linamaraza este depozitată în peretele celulelor epidermice ale frunzelor, deci numai atunci când celulele se descompun, enzima poate intra în contact cu glicozidele și poate apărea eliberarea cianurii. O plantă care poartă două alele recesive ale genei Li (genotipul lili) nu produce linamarază.
Prin urmare, există patru tipuri diferite de trifoi în raport cu toxicitatea lor potențială prin cianogeneză. Fenotipul cianogen este determinat de prezența unei alele dominante la fiecare locus:
Doar atunci când ambele gene sunt dominante, este posibil un efect toxic. În alte cazuri, fie glicozidele, fie enzima sau ambele sunt absente, iar planta nu poate elibera cianură (plantă acianogenă).
Prunasinul și amydalina conținute în frunzele proaspete ale migdalului sau laurul cireșului sunt considerate în mod tradițional ca substanțe active în medicina pe bază de plante . Li se atribuie proprietăți anestezice și antispastice în dermatologie.
Din frunze proaspete de dafin de cireș ( Prunus laurocerasus ), care sunt bogate în prunasin (120 până la 180 mg / 100 g), „apă de distilare de cireș”, titrată la 100 mg / 100 g de HCN total. Acest preparat a fost înscris în farmacopeea franceză ( ediția a 10- a ) și folosit ca stimulant aromatic, antispastic și respirator.