Sekundære metabolitter er de vigtigste fysiologisk aktive forbindelser i planteverdenen. Deres antal, studeret af videnskab, stiger hvert år. I øjeblikket er omkring 15% af alle plantearter blevet undersøgt for tilstedeværelsen af disse stoffer. De har også høj biologisk aktivitet i forhold til kroppen af dyr og mennesker, hvilket bestemmer deres potentiale som lægemidler.
Hvad er sekundære metabolitter?
Et karakteristisk træk ved alle levende organismer er, at de har stofskifte - stofskifte. Det er et sæt kemiske reaktioner, der producerer primære og sekundære metabolitter.
Forskellen mellem dem er, at førstnævnte er karakteristiske for alle skabninger (syntese af proteiner, aminocarboxylsyrer og nukleinsyrer, kulhydrater, puriner, vitaminer), mens sidstnævnte er karakteristiske for visse typer organismer og ikke deltager i vækst- og reproduktionsprocessen. Men de udfører også visse funktioner.
I dyreverdenen produceres der sjældent sekundære forbindelser, oftere kommer de indkrop sammen med planteføde. Disse stoffer syntetiseres hovedsageligt i planter, svampe, svampe og encellede bakterier.
Funktioner og funktioner
I biokemi skelnes følgende hovedtegn på sekundære plantemetabolitter:
- høj biologisk aktivitet;
- lille molekylvægt (2-3 kDa);
- produktion fra en lille mængde udgangsstoffer (5-6 aminosyrer til 7 alkaloider);
- syntese er iboende i individuelle plantearter;
- dannelse på senere stadier af udviklingen af en levende organisme.
Enhver af disse funktioner er valgfri. Der produceres således sekundære phenoliske metabolitter i alle plantearter, og naturgummi har en høj molekylvægt. Produktionen af sekundære metabolitter i planter sker kun på basis af proteiner, lipider og kulhydrater under påvirkning af forskellige enzymer. Sådanne forbindelser har ikke deres egen måde til syntese.
De har også følgende funktioner:
- tilstedeværelse i forskellige dele af planten;
- ujævn fordeling i væv;
- lokalisering i visse rum i cellen for at neutralisere den biologiske aktivitet af sekundære metabolitter;
-
tilstedeværelsen af en grundstruktur (oftest virker hydroxyl-, methyl-, methoxylgrupper i dens rolle), på grundlag af hvilken der dannes andre varianter af forbindelser;
- forskellige typer strukturændringer;
- evnen til at skifte til en inaktiv "reserve"-formular;
- manglende direkte deltagelse i stofskiftet.
Sekundær metabolisme ses ofte som en levende organismes evne til at interagere med sine egne enzymer og genetiske materiale. Hovedprocessen, som et resultat af hvilken sekundære forbindelser dannes, er dissimilering (nedbrydning af produkterne fra primær syntese). Dette frigiver en vis mængde energi, som er involveret i produktionen af sekundære forbindelser.
Funktioner
Oprindeligt blev disse stoffer betragtet som unødvendige affaldsprodukter fra levende organismer. Det er nu fastslået, at de spiller en rolle i metaboliske processer:
-
phenoler - deltagelse i fotosyntese, respiration, elektronoverførsel, produktion af fytohormoner, udvikling af rodsystemet; tiltrækning af bestøvende insekter, antimikrobiel virkning; farvning af enkelte dele af planten;
- tanniner - udvikling af resistens over for svampesygdomme;
- carotenoider - deltagelse i fotosyntese, beskyttelse mod fotooxidation;
- alkaloider - vækstregulering;
- isoprenoider - beskyttelse mod insekter, bakterier, dyr;
- steroler – regulering af cellemembranpermeabilitet.
Sundære forbindelsers hovedfunktion i planter er økologisk: beskyttelse mod skadedyr, patogene mikroorganismer,tilpasning til ydre forhold. Da miljøfaktorer er væsentligt forskellige for forskellige typer flora, er spektret af disse forbindelser næsten ubegrænset.
Klassifikationer
Der er flere fundament alt forskellige klassifikationer af sekundære metabolitter:
- Trivielt. Stoffer opdeles i grupper efter deres specifikke egenskaber (saponiner danner skum, bitter har en passende smag og så videre).
-
Kemisk. Baseret på egenskaberne af den kemiske struktur af forbindelser. Det er i øjeblikket den mest almindelige. Ulempen ved denne klassificering er, at stoffer i samme gruppe kan være forskellige i produktionsmetode og egenskaber.
- Biokemisk. I spidsen for denne type systematisering er metoden til biosyntese. Det er den mest videnskabeligt underbyggede, men på grund af den manglende viden om plantebiokemi er brugen af denne klassifikation begrænset.
- Funktionelt. Det er baseret på visse funktioner af stoffer i en levende organisme. Den samme gruppe kan indeholde sekundære metabolitter med forskellige kemiske strukturer.
Klassificeringens kompleksitet ligger i, at hver gruppe af sekundære metabolitter er tæt beslægtet med de andre. Bittere (en klasse af terpener) er således glycosider, og carotenoider (derivater af tetraterpener) er vitaminer.
Hovedgrupper
Følgende typer stoffer er klassificeret som sekundære metabolitter af planteceller:
- alkaloider (pyridin,imidazol, purin, betalainer, glycoalkaloider, protoalkaloider og andre);
- antracenderivater (derivater af chryzacin, anthrone, alizarin og andre forbindelser);
- phytosterioder (medanolider);
- glykosider (monosider, biosider og oligosider, cyanogene glykosider og thioglycosider);
- isoprenoider (terpener og deres derivater - terpenoider og steroider);
- phenoliske forbindelser og andre.
Mange af disse stoffer har unikke egenskaber. Så curare-alkaloider er den stærkeste gift, og nogle grupper af glykosider har en udt alt terapeutisk virkning og bruges til at fremstille lægemidler til behandling af hjertesvigt.
Application
Sekundære metabolitter har en aktiv effekt på organer og systemer hos mennesker og dyr, så de er meget udbredt i farmakologi og veterinærmedicin, bruges som smags- og aromaforstærkere i fødevarer. Nogle planter, der ophober disse stoffer i betydelige mængder, bruges som råmaterialer i produktionen af tekniske materialer.
I udlandet, i lande med en udviklet kemisk industri, er omkring en fjerdedel af alle stoffer, der bruges i apotek, af vegetabilsk oprindelse. Den værdifulde terapeutiske virkning af sekundære metabolitter er forbundet med deres egenskaber såsom:
- bredt udvalg af handling;
- minimum bivirkninger, selv med langvarigereception;
- kompleks effekt på kroppen;
- høj effektivitet.
Da disse forbindelser stadig er dårligt forstået, kan deres videre forskning føre til skabelsen af fundament alt nye lægemidler.
