Lignaanit

Lignaanit ovat laaja ja rakenteeltaan monimuotoinen joukko fenoleihin kuuluvia orgaanisia yhdisteitä, joiden perusrakenne koostuu difenyylibutaaniyksiköistä. Lignaaneja esiintyy useissa kasveissa ja niitä on eristetty 55 kasviheimon lajeista. Rakenteeltaan erilaisia lignaaneja on tunnetaan yli 450. Kasveissa lignaanien rooli ei ole täysin selvillä. Ne voivat toimia hapettumista ehkäisevinä aineina, torjumaan kasveja syöviä hyönteisiä ja niillä on myös fungisidisia ominaisuuksia.^[1]^[2]^[3]

Rakenne ja biosynteesi

Lignaanien rakenteita

Lignaanien difenyylibutaanirakenne

Matairesinoli kuuluu lignanolideihin

Larisiresinoli on monoepoksilignaani

Pinoresinoli on diepoksilignaani

Lignaanit ovat perusrakenteeltaan monolignolien eli koniferyylialkoholin, p-kumaryylialkoholin ja sinapyylialkoholin dimeerejä. Rakenteessa on perusyksikkönä kaksi aromaattista ryhmää, jotka erottaa toisistaan neljästä hiiliatomista muodostunut ketju. Ketju voi olla suora, haaroittunut tai rengasmainen. Fenyylirenkaiden substituentit eli niihin kiinnittyneet muut ryhmät ovat tyypillisesti molemmissa renkaissa samat. Lignaanien perustyyppiä voidaan pitää difenyylibutaanin johdannaisina. Lignanolideissa aromaattisten renkaiden välillä on butyrolaktonirengas, ja tällainen lignaani on esimerkiksi matairesinoli. Monoepoksilignaanit ovat tetrahydrofuraanin johdannaisia, ja tähän ryhmään kuuluu muun muassa larisiresinoli. Diepoksilignaaneissa on kaksi fuusioitunutta tetrahydrofuraanirengasta, ja tällainen on esimerkiksi pinoresinoli.^[2]^[3] Pinoresinolia saadaan ainakin mäntyjen (Pinus) ja kuusten (Picea) pihkasta.

Kasvit muodostavat lignaaneja lähtien monolignoleista. Hapettavien entsyymien kuten lakkaasien tai peroksidaasien vaikutuksesta monolignoleista muodostuu radikaaleja. Kaksi tällaista radikaalia reagoi keskenään muodostaen lignaanien perusrungon. Biosynteesi on samankaltainen ligniinin biosynteesin kanssa. Ligniinistä poiketen lignaanit esiintyvät usein tiettyinä enantiomeereinä. Stereokemiaa kontrolloivat proteiinit, joilla ei ole entsymaattista aktiivisuutta, mutta jotka pitävät radikaalit sellaisessa asennossa, että muodostuu kiraalinen tuote. Perusrungon muodostumisen jälkeen muut entsyymit voivat hapettaa yhdisteen, jolloin muodostuu esimerkiksi lignanolideja ja epoksilignaaneja.^[3]^[4]

Biologiset ominaisuudet

Pellavansiemeniä.

Monet lignaanit ovat biologisesti aktiivisia. Kasveissa niillä on rooli puolustautumisessa kasveja syöviä hyönteisiä ja bakteeri- sekä sienipatogeeneja vastaan. Monilla niistä on myös antiviraalisia ja hapettumista estäviä ominaisuuksia. Eräät lignaaneista, kuten podofyllotoksiini, ovat hyvin myrkyllisiä.^[2]^[3] Kasveissa lignaaneja on paljon joissain siemenissä (pellavan-, kurpitsan-, auringonkukan-, unikon- ja seesaminsiemen) ja viljoissa, erityisesti täysjyvärukiissa.^[5] Lignaanit muuttuvat ihmisen suolistossa bakteerien vaikutuksesta enterodioliksi ja enterolaktoniksi, joilla on sepelvaltimotautia ja eräitä syöpiä (esim. paksusuolisyöpä) ehkäiseviä ominaisuuksia^[6]^[7].

Lähteet

↑ Thomas Scott, Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 596. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515 (englanniksi)
↑ ^a ^b ^c Thomas Scott, Eric Ian Mercer: Concise encyclopedia biochemistry and molecular biology, s. 358–360. Walter de Gruyter, 1997. ISBN 978-3110145359 (englanniksi)
↑ ^a ^b ^c ^d David S. Seigler: Plant secondary metabolism, s. 117–120. Springer, 1998. ISBN 978-0-412-01981-4 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.1.2019). (englanniksi)
↑ Wilfred Vermerris, Ralph Nicholson: Phenolic Compound Biochemistry, s. 107. Springer, 2007. ISBN 978-1-4020-5163-0 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.1.2019). (englanniksi)
↑ Lignans Micronutrient Information Center, Oregon State University, oregonstate.edu. Viitattu 15.9.2021. (englanniksi)
↑ Lignaani Lääketieteen sanasto/ Duodecim Terveyskirjasto. 18.10.2016. Viitattu 15.9.2021.
↑ Antti Aro: Lignaani Duodecim Terveyskirjasto. 15.10.2015. Arkistoitu 19.1.2019. Viitattu 19.1.2019.

Aiheesta muualla

Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Lignaanit Wikimedia Commonsissa

[concise-1] Thomas Scott, Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 596. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515 (englanniksi)

[concise2-2] Thomas Scott, Eric Ian Mercer: Concise encyclopedia biochemistry and molecular biology, s. 358–360. Walter de Gruyter, 1997. ISBN 978-3110145359 (englanniksi)

[secondary-3] David S. Seigler: Plant secondary metabolism, s. 117–120. Springer, 1998. ISBN 978-0-412-01981-4 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.1.2019). (englanniksi)

[phenolic-4] Wilfred Vermerris, Ralph Nicholson: Phenolic Compound Biochemistry, s. 107. Springer, 2007. ISBN 978-1-4020-5163-0 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.1.2019). (englanniksi)

[5] Lignans Micronutrient Information Center, Oregon State University, oregonstate.edu. Viitattu 15.9.2021. (englanniksi)

[6] Lignaani Lääketieteen sanasto/ Duodecim Terveyskirjasto. 18.10.2016. Viitattu 15.9.2021.

[7] Antti Aro: Lignaani Duodecim Terveyskirjasto. 15.10.2015. Arkistoitu 19.1.2019. Viitattu 19.1.2019.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]