Flavonoider

Det finnes mer enn 5000 forskjellige flavonoider som omfatter anthocyaniner, proanthocyanidiner (kondenserte garvestoffer), isoflavonoider, leukoanthocyanidiner,  koumariner, furanokoumariner og stilbener. Anthocyaniner virker som skiltapparat og gir farge på blomster, absorberer UV-lys og gir beskyttelse mot oksidasjoner. Avhengig av oksidasjonstrinn finnes flavonoler, flavoner, flavononer, chalkoner og auroner. Isoflavonoider virker som fytoaleksiner, har struktur som ligner steroider og kan virke som fytoøstrogen.

Flavonoider fra shikimatveien - fenylpropanoider,  lignaner og lignin

Flavonoider er en heterogen gruppe fenolforbindelser bestående av 15 karbonatomer koblet sammen som C6-C3-C6. De er satt sammen av to ringer A og B, hvor B-ringen er C6-C3 som kommer fra shikimatveien. para-coumaryl-CoA reagerer med 3 molekyler malonyl-CoA katalysert av chalcon syntase. Chalkon syntase er et viktig reguleringsenzym. Flavonoidene klassifiseres etter oksidasjonstrinnet på C3 broen mellom de to C6-ringene. Lignaner og lignin er C6-C3-forbindelser. Noen flavonoider absorberer UV-lys og er lokalisert i vakuolen i epidermis. Favoner og flavnoler absorberer ved kortere bølgelengder og er ikke synlige, og kan virke som nektarguide i form av striper eller flekker. Fenoler kan bli oksidert til brunfargete produkter som binder seg til proteiner og hemmer enzymaktiviteter.

Derivater av flavaner (2-fenylchroman). Graden av oksidasjon av pyranringen i C15-skjelettet deler flavonoidene inn i forskjellige undergrupper. Flavonoidene er ofte konjugert til forskjellige typer sukker. Anthocyaninene er en gruppe av flavonoidene og som gir rosa, purpur, rød eller blå farge på planter. Chalkoner og auroner gir gul farge på noen blomster. Noen flavoner bidrar til å lage hvite kronblader.

Flavonoidene er fenylpropan-derivater satt sammen med to 6- karbonringer (A og B) bundet sammen med en 3-karbonstruktur (C6-C3-C6). Ut fra et flavanskjelett hvor C3 lager en fullstendig redusert heterosyklisk pyron-ring (C-ring) skilles de forskjellige gruppene ut fra grad av oksidasjon av denne pyron-ringen. Vi får da avhengig av oksidasjonstrinn: flavoner (f.eks. lluteolin, apigenin), flavonoler (3-OH-flavon, f.eks. quercetin, kaempferol), flavanon (2,3- dihydroflavon, f.eks. naringenin, naringin, myricetin, herperetin), anthocyaniner og  anthocyanidiner, catechiner (flavan-3-ol, f.eks. catechin, epicatechin, gallocatechin) og leukoanthocyanidiner (flavan-3-4-ol). Forskjellige metoksylgrupper og hydroksylgrupper festet til B-ringen gir forskjellige farger på anthocyaninene.

Fra fenylalanin til fenoler og flavonoider

Aminosyren fenylalanin danner utgangspunkt for fenoler. Første trinn katalyseres av fenylalanin ammonium lyase (FAL) som fjerner ammonium og danner trans-cinnamat. Aktiviteten til FAL øker ved mangel på nitrogen eller fosfor, men også ved generell dårlig næringstilgang. Aktiviteten til FAL øker også i lys og ved lav temperatur, og kan også påvirkes av soppinfeksjon. Reguleringen av FAL skjer på transkripsjonsnivå. Rødfarede anthocyaniner som kommer fra fenylalanin dannes på solsiden av et eple. Høstblader kan danne mye rødfarge (anthocyaniner) hvis høsten er solrik og kald. Dette er eksempler på lysregulering av FAL. Cinnamat (kanelsyre) omdannes til para-coumarat, en C6-C3-forbindelse, ved tilførsel av en hydroksylgruppe i 4-stilling katalysert av cinnnamat 4-hydroksylase, - en cytokrom P450 monooksygenase.

cinnamat + NADPH + O2 ⇔ 4-coumarat + NADP+ + H2O

para(4)-coumarat brukes til å lage caffeinsyre, coumariner og er råmateriale for syntese av lignin. para-coumarat kan reagere med CoA og danne 4-coumaroyl-CoA katalysert av 4-coumarat:CoA ligase:

4-coumarat + CoASH + ATP → coumaroyl-CoA + AMP + PPi

 Chalkon syntase kobler sammen 3 molekyler malonyl-CoA og para-coumaryl-CoA og danner chalkon. Chalkon kan omdannes til flavoner, isoflavoner (isoflavonoider)  og dihydroflavonoler. Dihydroflavnoler gir igjen utgangspunkt for anthocyaniner og kondenserte garvestoffer (tanniner).

Anthocyaninene absorberer sterkt lys fra 475 nm til 560 nm som betyr at både blått og rødt lys slipper igjennom og kan komme frem til kloroplaster i det indre av bladet. Dette har betydning for planter med rødfargede blad (Coleus, Acer etc.) som har anthocyaniner i vakuolen i epidermisceller.

Praktspragle (Coleus)

Blad fra praktspragle (Coleus) hvor de ytre kantene av bladet er farget grønt fra klorofyll i kloroplaster. Celler i den sentrale delen av bladet mangler kloroplaster, men har i stedet anthocyaniner i vakuolen.

Alle flavonoidene absorberer også sterkt UV-B. Det betyr at de kan beskytte underliggende celler mot skader av UV-lys. Slik UV-absorbsjon kan også ha betydning som signal til pollinerende insekter.  Isoflavonoider (f.eks. genistein, daidzein) er en gruppe flavonoider kjent som fytoaleksiner bl.a. fra undergruppen pterocarpaner i erteblomstfamilien. Enzymet chalcon synthase som kobler sammen malonyl-CoA og 4-coumaryl- CoA til naringenin. Chalcon syntase er et av de hastighetsbegrensende trinnene i flavonoidbiosyntesen.

Biosyntese av flavonoider

Stilbener

Stilbener lages fra p-coumarat ved å tilføre tre molekyler malonyl-CoA og ringdannelse ved aldolkondensasjon. Det er kjent mer enn 200 forskjellige stilbener. Mange av dem er vanlige i kjerneveden fra furu (Pinus) og eucalyptus (Eucalyptus), samt fra arter i morbærfamilien (Moraceae). Noen av dem virker som fytoaleksiner. Ved fra furu (Pinus sylvestris) inneholder stilbener bl.a. pinosylvin. Combretastin er et stilben i en afrikansk busk Combretum caffrum. Andre stilbener er resveratrol fra blader og frukt i vin (Vitis vinifera) som som finnes igjen i rødvin, samt combretastatin. Moser inneholder lunarsyre som har samme funksjon som abscisinsyre.

Svart inbenholdt skyldes lignan, stilben, flavonoider og terpener.

Dihydropyroner

Lages fra p-coumarat som reagerer med ett molekyl malonyl-CoA med påfølgende ringdannelse. Kawain fra Piper methysticum inngår i drikken kava.

Koumariner

Koumariner er delta-laktoner eller indre estere, og det er kjent flere enn 300 forskjellige koumariner og furanokoumariner. De vanligste er umbelliferon, koumarin, esculetin og scopoletin, og de forekommer ofte som β-glykosider. Hvit legesteinkløver (Melilotus albus) og gul legesteinkløver (Melilotus officinalis)  inneholderr melilotosid som av β-glukosidase omdannes til coumarin. Soppvekst i kløver som inngår i høy omdanner koumarin til dikoumarol. Dicoumarol virker antikoagulerende, ligner vitamin K og hemmer syntesen av vitamin K hos dyr. Samme forgiftningen kan man få fra gulaks (Anthoxanthum odoratum). Dikoumarol virker på samme måte som rottegiften warfarin.

Psoralener og furanokoumariner

 8-metoksypsoralen i kjempebjørnekjeks (Heracleum montegazzianum). Psoralen er et lineært furanokoumarin, mens angelicin er et vinkelformet furanokoumarin. Seselin er et pyranokoumarin og 4-hydroksycoumarin er et pyron-koumarin.  Bergapten. Mange psoralener og furanokoumariner virker fotosensistiserende og kan gi opphav til fotodynamiske effekter. Furanokoumariner kan også binde seg til DNA. Fototoksiske furnaokoumariner kan binde seg interkalært i DNA og kan gi fotodynamiske effekter og giftig singlett oksygen.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:19 - Sist endret 13. mars 2019 13:44