ФЛАВОНОИДЫ: БИОХИМИЯ, БИОФИЗИКА, МЕДИЦИНА - Тараховский Ю. С. - 2013

ЧАСТЬ 1. ВАЖНЕЙШИЕ ФЛАВОНОИДЫ

1.1. Флавоноиды - полифенолы растений

К фенолам относят вещества, молекулы которых содержат хотя бы одно ароматическое кольцо, к которому прикреплены одна или несколько гидроксильных групп. Известно около 10000 различных структур фенольных веществ, которые широко распространены в растительном мире, а также присутствуют в пищевых продуктах. Классификация фенолов основана на анализе структуры фенольной части молекул, однако их разнообразие в значительной степени определяется также молекулами углеводов, органических кислот и других веществ, прикрепленных к ароматическому каркасу. Наиболее простые природные фенольные соединения могут классифицироваться по количеству и расположению гидроксильных групп, прикрепленных к ароматическому кольцу (рис. 2).

Рис. 2. Простые природные фенолы. Молекулы с двумя гидроксильными группами (пирокатехин и резорцин) относят к бензенодиолам. Молекулы с тремя гидроксильными группами (пирогаллол и флороглюцин) относят к бензенотриолам.

Компоненты простых фенолов могут служить в качестве блоков в структуре более сложных полифенольных соединений, в которых присутствует несколько гидроксильных групп, а также возможно наличие нескольких ароматических колец. Эти кольца могут соединяться друг с другом различными способами. Образующиеся при этом молекулы обычно имеют плоскую структуру (рис. 3).

Рис. 3. Некоторые типичные формы соединения ароматических колец. Представлены также молекулярные модели этих соединений (в трех проекциях).

К полифенольному каркасу могут быть присоединены другие молекулы, например, сахара, полипептиды, а также вещества, появляющиеся на различных участках метаболического пути растений, которые можно отнести к вторичным метаболитам. Примером таких соединений являются таннины или танниновые кислоты, которые образованы олигомерами галловой кислоты (гидролизуемые таннины), флавона (негидролизуемые таннины) или флороглюцина, присутствующего в бурых водорослях.

В состав таннинов входят также сахара. Эти вещества образуют прочные комплексы с алкалоидами, некоторыми белками и полипептидами, а также солями различных металлов. Еще более сложную структуру имеют лигнины, являющиеся полимерами таких фенольных соединений, как гваяцилпропановые и сирингилпропановые субъединицы. Эти вещества являются прекрасными сорбентами и предполагается их использование для хранения и контролируемого высвобождения биологически активных веществ и лекарств.

Одним из наиболее изученных классов полифенольных соединений являются флавоноиды - вещества, присутствующие во всех тканях растений и представленные огромным разнообразием структурных форм. Фенольный каркас молекул флавоноидов содержат 15 атомов углерода, образующих два ароматических кольца (A и B), которые соединены через три углеродных атома. Обычно общую формулу флавоноидов представляют следующим образом: C₆-C₃-C₆. Классификация флавоноидов основана на различиях в структуре трех углеродных атомов, соединяющих кольца. На схеме (рис. 4) они обозначены номерами 2, 3 и 4. Отличительными характеристиками этой группы атомов являются возможность присутствия двойной связи, присоединение карбонильной или гидроксильной групп, а также способность образовывать пяти- или шестичленное гетероциклическое кольцо С. Кроме того, ароматические кольца могут присоединяться не только к концевым атомам углеродной цепи С₃.

Рис. 4. Классификация флавоноидов, основанная на особенностях структуры молекул в области атомов углерода 2, 3 и 4. На рисунке выделена часть молекулы, используемая для классификации (см. также сайты: metabolomics.jp/ и www.phenol-explorer.eu/).