Глюкобрассицин
Глюкобрассицин — тип глюкозинолата, который содержится почти во всех крестоцветных растениях, в том числе капусте, брокколи, горчице и усьме. Воздействуя на другие глюкозинолаты фермент мирозиназа, как ожидается, производит изотиоцианат, индол-3-ил-метил-изотиоцианат. Однако именно этот изотиоцианат очень нестабилен, поэтому на практике его ни разу не обнаруживали.
| Глюкобрассицин | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Хим. формула | C16H20N2O9S2 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 448.47 г/моль |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 4356-52-9 |
| PubChem | 6602378 |
| Рег. номер EINECS | 805-227-6 |
| SMILES | |
| InChI | |
| ChEBI | 29028 |
| ChemSpider | 5034767 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Наблюдаемые продукты гидролиза изолированного глюкобрассицина и мирозиназа — это индол-3-карбинол и тиоцианатион (плюс глюкоза, сульфат и ион водорода), которые предположительно появляются в результате быстрой реакции нестабильного изотиоцианата с водой. Тем не менее известны и другие многочисленные продукты реакции. И индол-3-карбинол не выделяется среди них, как доминирующий продукт деструкции глюкозинолата при нарушении целостности тканей растения[1] или в неповрежденных растениях[2][3].
Известно, что глюкобрассицин — крайне активный стимулятор откладывания яиц у бабочек-белянок, таких как репница (Pieris rapae) и капустница (Pieris brassicae).
Существует несколько производных глюкобрассицина. Само соединение впервые удалось изолировать из растений рода Капустные (Brassica), что отражено в его названии. Когда ученые открыли второй подобный органический продукт, они назвали его неоглюкобрассицин. Для последующих органических соединений разработали более систематическую номенклатуру.
На сегодняшний день известно шесть производных, которые содержатся в растениях:
- 1-метокси-глюкобрассицин (неоглюкобрассицин)
- 4-гидрокси-глюкобрассицин
- 4-метокси-глюкобрассицин
- 1,4-диметокси-глюкобрассицин
- 1-сульфо-глюкобрассицин
- 6'-изо-ферулоил-глюкобрассицин
Первые три производные также часто встречаются в крестоцветных, как и сам глюкобрассицин. Три заключительных соединения в природе появляются редко. Недавно ученые выяснили, что 4-метокси-глюкобрассицин — это сигнальная молекула, участвующая в защите растения от бактерий и грибов[2][3].
Физические свойства править
Глюкозинолаты растворимы в воде, но их агликоны гидрофобны. Эти агликоны имеют маслянистую консистенцию и часто известны как горчичные масла. Несмотря на их сильный запах и маслянистую природу, эти соединения химически сильно отличаются от летучих масел[4].
Биосинтез из триптофана править
Биосинтез глюкобрассицина начинается с образования триптофана за несколько этапов из соединения шикиматного пути - хоризмовой кислоты[5]. Триптофан превращается в индол-3-ацетальдоксим (IAOx) ферментами цитохрома р450 (дублирующие CYP92B3 и CYP79B3 у Резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana)) с использованием НАДФ и молекулярного кислорода[6]. Отдельный фермент p450 (CYP83B1 у Резуховидки (Arabidopsis)) катализирует вторую последующую монооксигеназную реакцию с образованием предлагаемого промежуточного продукта 1-aци-нитро-2-индолил-этана.[5] Цистеин используется глутатион S-трансферазой (GST) в процессе конъюгации для получения производного S-алкилтио-гидроксимата, который затем отщепляется углерод-серной лиазой (по типу фермента SUR1, обнаруженного у Резуховидки (Arabidopsis)) с образованием свободного тиола[7]. Происходит однократное глюкозилирование, присоединяющее молекулу глюкозы к гидроксимату индола через тиоэфирную связь. Наконец, гидроксамат сульфатируется, образуя глюкобрассицин[6].
См. также править
Примечания править
- ↑ Niels Agerbirk, Martin De Vos, Jae Hak Kim, Georg Jander. Indole glucosinolate breakdown and its biological effects (англ.) // Phytochemistry Reviews. — 2009-01-01. — Vol. 8, iss. 1. — P. 101–120. — ISSN 1572-980X. — doi:10.1007/s11101-008-9098-0.
- ↑ 1 2 Nicole K. Clay, Adewale M. Adio, Carine Denoux, Georg Jander, Frederick M. Ausubel. Glucosinolate metabolites required for an Arabidopsis innate immune response // Science (New York, N.Y.). — 2009-01-02. — Т. 323, вып. 5910. — С. 95–101. — ISSN 1095-9203. — doi:10.1126/science.1164627. Архивировано 26 августа 2022 года.
- ↑ 1 2 Pawel Bednarek, Mariola Pislewska-Bednarek, Ales Svatos, Bernd Schneider, Jan Doubsky. A glucosinolate metabolism pathway in living plant cells mediates broad-spectrum antifungal defense // Science (New York, N.Y.). — 2009-01-02. — Т. 323, вып. 5910. — С. 101–106. — ISSN 1095-9203. — doi:10.1126/science.1163732. Архивировано 26 августа 2022 года.
- ↑ Glucobrassicin - an overview | ScienceDirect Topics. www.sciencedirect.com. Дата обращения: 22 июня 2023. Архивировано 22 июня 2023 года.
- ↑ Klaus M. Herrmann, Lisa M. Weaver. THE SHIKIMATE PATHWAY // Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. — 1999-06. — Т. 50. — С. 473–503. — ISSN 1040-2519. — doi:10.1146/annurev.arplant.50.1.473. Архивировано 26 августа 2022 года.
- ↑ 1 2 Judith Bender, John L. Celenza. Indolic glucosinolates at the crossroads of tryptophan metabolism (англ.) // Phytochemistry Reviews. — 2009-01-01. — Vol. 8, iss. 1. — P. 25–37. — ISSN 1572-980X. — doi:10.1007/s11101-008-9111-7.
- ↑ Michael Dalgaard Mikkelsen, Peter Naur, Barbara Ann Halkier. Arabidopsis mutants in the C-S lyase of glucosinolate biosynthesis establish a critical role for indole-3-acetaldoxime in auxin homeostasis // The Plant Journal: For Cell and Molecular Biology. — 2004-03. — Т. 37, вып. 5. — С. 770–777. — ISSN 0960-7412. — doi:10.1111/j.1365-313x.2004.02002.x. Архивировано 26 августа 2022 года.