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	C1=CC=C2C(=C1)C(=CN2)CC(=NOS(=O)(=O)O)SC3C(C(C(C(O3)CO)O)O)O
InChI	InChI=1S/C16H20N2O9S2/c19-7-11-13(20)14(21)15(22)16(26-11)28-12(18-27-29(23,24)25)5-8-6-17-10-4-2-1-3-9(8)10/h1-4,6,11,13-17,19-22H,5,7H2,(H,23,24,25)/t11-,13-,14+,15-,16+/m1/s1 DNDNWOWHUWNBCK-JZYAIQKZSA-N
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

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

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

• Глюконастуртиин
• Глюкозинолаты

Примечания

1. 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.
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.
3. 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.
4. Glucobrassicin - an overview | ScienceDirect Topics  (неопр.). www.sciencedirect.com. Дата обращения: 22 июня 2023. Архивировано 22 июня 2023 года.
5. 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.
6. 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.
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.