Ruolo e Struttura dei Glicosidi Cianogenici
I Glicosidi Cianogenici (CNglcs) sono metaboliti secondari contenenti azoto che derivano da L-amminoacidi e possiedono la capacità di produrre acido cianidrico attraverso la degradazione da parte degli enzimi vegetali. Questi composti non solo fungono da deterrente per gli erbivori come parte del sistema di difesa chimica delle piante, ma si sospetta abbiano diverse altre funzioni importanti.
Indice Articolo
Diversi studi recenti hanno indicato che i glicosidi cianogenici possono essere coinvolti nello stoccaggio di azoto e carbonio, nel trasporto nei tessuti vegetali, nella modulazione dello stress ossidativo e nella regolazione della germinazione dei semi.
Presenza e Biosintesi dei Glicosidi Cianogenici
I glicosidi cianogenici sono presenti in circa 2000 specie vegetali e sono particolarmente diffusi in famiglie come Fabaceae, Rosaceae, Linaceae e Asteracee. Nonostante la loro vasta diversità strutturale, si ritiene che la maggior parte di essi derivi solo da sei diversi aminoacidi L-valina, L-isoleucina, L-leucina, L-fenilalanina e L-tirosina.
La struttura di questi composti è caratterizzata da una parte zuccherina e da una parte non zuccherina chiamata aglicone. I glicosidi cianogeni naturali presentano variazioni sia nella parte aglicone che in quella zuccherina delle molecole. Lo zucchero predominante è il glucosio, mentre l’aglicone può avere natura alifatica, ciclica, aromatica o eterociclica.
Biosinteticamente, i glicosidi cianogenici sono prodotti a partire da L-amminoacidi proteici che, mediante idrolisi, generano N-idrossi amminoacidi. Questi ultimi formano aldossimi per decarbossilazione ossidativa.
In conclusione, i glicosidi cianogenici rappresentano una componente fondamentale del sistema di difesa chimica delle piante e possiedono molteplici funzioni biologiche che vanno oltre il semplice ruolo di deterrente per gli erbivori.
La Formazione dei Glicosidi Cianogenici
L’aldossima deidratasi è un enzima appartenente alla famiglia delle liasi, che catalizza la trasformazione degli aldossimi nei corrispondenti nitrili. Successivamente, l’enzima nitrile monoossigenasi idrossila il nitrile sulla posizione 2, formando l’intermedio chiave noto come 2-idrossinitrile (cianidrina).
Le glucosiltransferasi sono enzimi che catalizzano il trasferimento di glucosio utilizzando l’UDP-glucosio, dando origine ai glicosidi cianogenici. L’UDP-glucosio è una forma attivata del glucosio, simile all’ATP per l’ortofosfato e all’acetil CoA per l’acetato.
Glicosidi Cianogenici Principali
Alcuni esempi di glicosidi cianogenici includono la linamarina della manioca, il dhurrin presente nel genere Sorghum, la prunasina e l’amigdalina tipica di piante rosacee come mele, pere e ciliegie. La linamarina, ad esempio, costituisce la maggior parte dei glicosidi cianogenici della manioca e svolge diverse funzioni fisiologiche nelle piante.
La prunasina è il glucoside dell'(R)-mandelonitrile e produce benzaldeide per idrolisi, conferendo il caratteristico aroma di mandorla alla corteccia di ciliegio selvatico. Allo stesso tempo, l’amigdalina derivata dalla fenilalanina è presente nei noccioli di albicocche, mandorle amare e altre drupe. Può esistere in due forme epimeriche, con la forma R predominante in natura.
Ruolo dei Glicosidi Cianogenici negli Alimenti
I glicosidi cianogenici si trovano nelle parti commestibili di alcune piante e in ingredienti come polvere di mandorle, marzapane, drupacee e bevande alcoliche a base di drupacee, che possono essere fonti di acido cianidrico. Questa tossicità è dovuta alla produzione di cianuro per idrolisi spontanea o enzimatica.
Il cianuro, in dosi elevate, inibisce il citocromo c ossidasi, provocando un aumento del metabolismo anaerobico, accumulo di acido lattico e acidosi metabolica che può portare alla morte cellulare. Poiché il cianuro influisce sul metabolismo energetico, il sistema nervoso centrale è particolarmente vulnerabile all’intossicazione da cianuro.
