Glucosinolate

Allgemeine Strukturformel der Senfölglycoside (Glucosinolate).

Die Senfölglycoside, auch Glucosinolate, gehören zur Stoffgruppe der Glycoside. Da das Aglykon über ein Schwefelatom an den Zuckerteil (Glykon) gebunden ist, spricht man genauer von einem Thioglycosid.

Senfölglycoside sind schwefel- und stickstoffhaltige chemische Verbindungen, die aus Aminosäuren gebildet werden. Diese sekundären Pflanzenstoffe geben Gemüse wie Rettich, Senf, Kresse und Kohl den etwas bitteren Geschmack.

Es gibt rund 120 verschiedene Glucosinolate, die sich nur im Aglykon-Rest unterscheiden. Als Zucker tritt immer Glucose auf. Das Spaltungsenzym der Glucosinolate ist die Myrosinase, dieses liegt räumlich getrennt in den Zellen vor. Bei Verletzung der Zellen (Kauen oder Schneiden) kommen Myrosinase und Senfölglcoside zusammen, die hierbei zu Senfölen hydrolisiert werden. Senföle sind entweder nicht flüchtig und schmecken scharf oder sie sind flüchtig und riechen stechend.

Da Senfölglycoside als Abwehrstoffe gegen Tierfraß wirken, kann im Rahmen der Evolutionstheorie angenommen werden, dass diese Stoffgruppe im Laufe der Evolution zu diesem Zweck gebildet wurde. Nach neueren Erkenntnissen beugen diese Geschmackstoffe Infektionen vor und unterstützen die Krebsvorbeugung, wie Sulforaphan oder Iberin ^[1].

Unter bestimmten Bedingungen können sich aus Senfölglycosiden auch Thiocyanate bilden. Thiocyanate können bei hoher Konzentration oder bei hoher Aufnahme (besonders beim Verzehr großer Mengen von Kohl (mit dem Glucosinolat Glucobrassicin), wie dies in Notzeiten vorkommt) zur Kropfbildung bei Mensch und Tier führen. Dabei binden die Thiocyanat-Ionen Iod-Ionen, die nicht mehr oder nur noch in geringen Mengen zur Synthese des Schilddrüsenhormons Thyroxin, zur Verfügung stehen.

Verwendung

Senföle (z. B. Allylsenföl) werden therapeutisch als örtlich wirkende Hautreizmittel (Rubefacientia) eingesetzt. Sie wirken teilweise stark antibakteriell. Dass der Verzehr senfölhaltiger Pflanzen, wie vielfach behauptet, vor Krebserkrankungen schützen kann, ist wissenschaftlich durch Versuche an Ratten belegt, jedoch fehlt der wissenschaftliche Beweis der Wirksamkeit beim Menschen.

Vorkommen und biochemische Charakteristika

Senfölglycoside kommen in Mitteleuropa ausnahmslos in Kreuzblütlern vor. Ansonsten sind sie sie bei den Kaperngewächsen verbreitet, sporadisch kommen sie bei Kapuzinerkressengewächsen, Wolfsmilchgewächsen und andere Pflanzensippen vor. Glycosinolate werden durch die Myrosinase zu Glukose, Hydrogensulfat HSO₄^- und einem der folgenden Aglykone gespalten: Isothiocyanat, Thiocyanat, Nitril, oder auch Oxazolidin-2-thion. Diese können in höheren Konzentrationen Vergiftungserscheinungen verursachen:

• Isothiocyanate reizen die Schleimhaut, werden jedoch meist in so geringen Mengen aufgenommen, dass keine weiteren Schäden verursacht werden. Wenn Glycosinolate aufgenommen und im Darm zu Isothiocyanaten abgebaut werden, können sie einen negativen Einfluss auf die Produktion der Schilddrüsenhormone haben.
• Oxazolidine-2-thione entstehen aus dem Glucosinolat Progoitrin, z.B. aus Raps, über die Zwischenstufe des Goitrin. Oxazolidine-2-thione stören das Wachstum und erhöhen die Wahrscheinlichkeit der Kropf-Bildung (engl. 'goiter'). Sie blockieren die Schilddrüsenfunktion durch die Hemmung der Iod-Aufnahme in Thyroxin-Vorläufer und durch die Hemmung der Thyroxin-Sekretion aus der Schilddrüse.
• Nitrile stören das Wachstum, verursachen Leber- und Nieren-Schäden, und führen in schwerwiegenden Fällen zu Leber-Nekrosen.
• Thiocyanate verhindern die Iodaufnahme in die Schilddrüse, dadurch verringerte Tyrosin-Iodierung und verringerte Thyroxin-Synthese.

Die folgende Tabelle (nach Lexikon der Biologie, ^[2], ^[3], ^[4], ^[5], ^[6] und ^[7]) ) zeigt Glycoside, den chemischen Seitenrest R und deren biosynthetische Herkunft, Senföle und Pflanzen, in denen diese vorkommen.

Senfölglycosid	R = chemischer Rest	biosynthetisiert aus	Senföl	Vorkommen
Sinigrin	2-Propenyl	Methionin	Allylisothiocyanat	Schwarzer Senf, Meerrettich, Knoblauchsrauke, Wasabi, Broccoli, Rosenkohl
Sinalbin, Glucosinalbin	4-Hydroxybenzyl, p-Hydroxybenzyl	Tyrosin, Phenylalanin?	4-Hydroxybenzylisothiocyanat	Weißer Senf
Glucotropaeolin (GTL)	Benzyl	Tyrosin, Phenylalanin?	Benzylisothiocyanat, Tropaeolin	Kapuzinerkresse, Gartenkresse, Knoblauchsrauke, Meerrettichbaum,
Gluconasturtiin (GNAST, GST)	2-Phenethyl, 2-Phenylethyl	Tyrosin, Phenylalanin?	Phenylethylisothiocyanat (PEITC), Nasturtiin (NAS)	Meerrettich, Brunnenkresse, Winterkresse, Broccoli,
Gluconapin (GNA)	3-Butenyl	Methionin	3-Butenylisothiocyanat, Napin	Raps, Rübsen, Chinakohl
Glucoraphenin		Methionin	Sulforaphen	Garten-Rettich, Radieschen
Glucoraphanin	4-Methylsulfinylbutyl	Methionin	Sulforaphan	Broccoli, Rettich, Weißkohl, Blumenkohl
Glucobrassicin	3-Indolylmethyl	Tryptophan	Indol-3-carbinol, 3-Indolylmethyl-isothiocyanat, Brassicin	Kohl, Broccoli, Färberwaid, Palmkohl, (besonders roter) Blumenkohl
Glucocochlearin	1-Methylpropyl	Methionin	sec-Butyl-Isothiocyanat, Cochlearin	Echtes Löffelkraut, Wiesenschaumkraut, Wasabi
Glucobrassicanapin (GBN)	4-Pentenyl	Methionin	Brassicanapin	Chinakohl
Progoitrin	2-Hydroxy-3-butenyl (2R)	Methionin	Goitrin	Broccoli
Epiprogoitrin	2-Hydroxy-3-butenyl (2S)	Methionin	Goitrin	Broccoli
Gluconapoleiferin	2-Hydroxy-4-Pentenyl	Methionin	Napoleiferin
Glucoiberin	3-Methylsulfinylpropyl	Methionin	Iberin (IBN)	Schleifenblumen, Broccoli
Glucoibeverin, Glucoiberverin (GIV)	3-Methylthiopropyl	Methionin	Ibe(r)verin
Glucocheirolin	3-Methylsulfonylpropyl	Methionin	Cheirolin
Neoglucobrassicin (NGBS)	1-Methoxy-3-indolylmethyl	Tryptophan		Winterkresse
Glucocapparin	Methyl	Methionin	Methyl-isothiocyanat, Capparin	Kapern, Boscia senegalensis
Glucolepidin	Ethyl	Methionin	Lepidin	Gartenkresse
Glucopurtanjivin, Glucoputranjivin ?	Isopropyl, 2-Propyl	Methionin	Purtanjivin, Putranjivin ?	Sysymbrium officinale, Tovaria [8]
Glucojiaputin	2-Methylbutyl	Methionin	Jiaputin
Glucobarbarin (BAR)	(S)2-Hydroxy-2-phenylethyl	Tyrosin, Phenylalanin?	Barbarin	Winterkresse
Glucoaubrietin	p-Methoxybenzyl	Tyrosin, Phenylalanin?	Aubrietin	Aubrietia spec.
Glucolimnanthin	m-Methoxybenzyl	Tyrosin, Phenylalanin?	Limnanthin
Glucoerucin (GER)	4-Methylthiobutyl	Methionin	Erucin	Eruca sativa, Rutabaga
Glucoraphasatin	4-Methylthiobut-3-enyl (Me-S-CH=CH-CH2-CH2)	Methionin	Raphasatin	Rettich
Glucoberteroin	5-Methylthiopentyl	Methionin	Berteroin
Glucolesquerellin	6-Methylthiohexyl	Methionin	Lesquerellin	Lesquerella spec.
Glucojirsutin	8-Methylthiooctyl	Methionin	Jirsutin	Arabis spec.
Glucoarabin	9-Methylthiononyl	Methionin	Arabin	Arabis spec.
Glucoerysolin	4-(Methylsulfonyl)Butyl	Methionin	Erysolin
	N-acetyl-3-indolylmethyl	Tryptophan		Tovaria [9]
Glucoalyssin	Methylsulfinylpentyl	Methionin	Alyssin	Raps, Pok Choi

Quellenangaben

1. ↑ Cancer modulation by glucosinolates: A review. Das et al. 2000[1]
2. ↑ Jihad Attieh Biochemical characterization of a novel halide/bisulfide methyltransferase purified from Brassica oleracea[2]
3. ↑ Genyi Li und Carlos F. Quiros Genetic Analysis, Expression and Molecular Characterization of BoGSL-ELONG, a Major Gene Involved in the Aliphatic Glucosinolate Pathway of Brassica Species[3]
4. ↑ www.heilfastenkur.de [4]
5. ↑ www.realwasabi.com [5]
6. ↑ ’’Complexes for immobilizing isothiocyanate natural precursors in cyclodextrins, preparation and use’’[6]
7. ↑ ’’Complexes Isothiocyanates from Cruciferous Vegetables: Kinetics, Biomarkers and Effects’’[7]
8. ↑ (Appel und Bayer 2002)
9. ↑ (Appel und Bayer 2002)

Literatur

• Franke, W. (1997): Nutzpflanzenkunde. Thieme Stuttgart
• Frohne, D. und U. Jensen (1985): Systematik des Pflanzenreichs. Fischer Stuttgart
• Gessner, O. u. G. Orzechowski (1974): Gift- und Arzneipflanzen von Mitteleuropa. Winter Heidelberg
• Lexikon der Biologie (1994). Herder Freiburg.
• F. Hoffmann: Senföle, in: Chemie in unserer Zeit 1978, 12, 182–188; doi:10.1002/ciuz.19780120603.