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.

Rakenne ja biosynteesi 

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. 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.

Biologiset ominaisuudet 

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. Kasveissa lignaaneja on paljon joissain siemenissä (pellavan-, kurpitsan-, auringonkukan-, unikon- ja seesaminsiemen) ja viljoissa, erityisesti  täysjyvärukiissa. Lignaanit muuttuvat ihmisen suolistossa bakteerien vaikutuksesta enterodioliksi ja enterolaktoniksi, joilla on sepelvaltimotautia ja eräitä syöpiä (esim. paksusuolisyöpä) ehkäiseviä ominaisuuksia.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Oregon State University, Linus Pauling Institute: Lignans 
https://yle.fi/aihe/artikkeli/2003/09/23/terveytta-kasvilignaaneista
https://www.duodecim.fi/2021/09/09/kasvisten-lignaanit-saattavat-ehkaista-sydan-ja-verisuonitauteja
https://www.mtvuutiset.fi/artikkeli/oletko-kuullut-lignaaneista-naista-ruoista-loydat-sydanta-suojaavaa-yhdistetta/8230832#gs.m1f000

Orgaaniset yhdisteet