Sekundære metabolitter er de viktigste fysiologisk aktive forbindelsene i planteverdenen. Antallet deres, studert av vitenskap, øker hvert år. For øyeblikket er omtrent 15 % av alle plantearter studert for tilstedeværelsen av disse stoffene. De har også høy biologisk aktivitet i forhold til kroppen til dyr og mennesker, noe som bestemmer deres potensiale som legemidler.
Hva er sekundære metabolitter?
Et særtrekk ved alle levende organismer er at de har metabolisme - metabolisme. Det er et sett med kjemiske reaksjoner som produserer primære og sekundære metabolitter.
Forskjellen mellom dem er at de førstnevnte er karakteristiske for alle skapninger (syntesen av proteiner, aminokarboksylsyrer og nukleinsyrer, karbohydrater, puriner, vitaminer), mens de sistnevnte er karakteristiske for visse typer organismer og ikke deltar i vekst- og reproduksjonsprosessen. Men de utfører også visse funksjoner.
I dyreverdenen produseres det sjelden sekundære forbindelser, oftere kommer de innkroppen sammen med plantemat. Disse stoffene syntetiseres hovedsakelig i planter, sopp, svamper og encellede bakterier.
Funksjoner og funksjoner
I biokjemi skilles følgende hovedtegn på sekundære plantemetabolitter:
- høy biologisk aktivitet;
- liten molekylvekt (2-3 kDa);
- produksjon fra en liten mengde utgangsstoffer (5-6 aminosyrer for 7 alkaloider);
- syntese er iboende i individuelle plantearter;
- dannelse på senere stadier av utviklingen av en levende organisme.
Enhver av disse funksjonene er valgfrie. Dermed produseres sekundære fenoliske metabolitter i alle plantearter, og naturgummi har høy molekylvekt. Produksjonen av sekundære metabolitter i planter skjer kun på grunnlag av proteiner, lipider og karbohydrater under påvirkning av ulike enzymer. Slike forbindelser har ikke sin egen måte for syntese.
De har også følgende funksjoner:
- tilstedeværelse i forskjellige deler av anlegget;
- ujevn fordeling i vev;
- lokalisering i visse rom i cellen for å nøytralisere den biologiske aktiviteten til sekundære metabolitter;
-
tilstedeværelsen av en grunnleggende struktur (oftest fungerer hydroksyl-, metyl-, metoksylgrupper som dens rolle), på grunnlag av hvilken andre varianter av forbindelser dannes;
- forskjellige typer strukturendringer;
- muligheten til å bytte til et inaktivt "reserveringsskjema";
- manglende direkte deltakelse i stoffskiftet.
Sekundær metabolisme blir ofte sett på som en levende organismes evne til å samhandle med sine egne enzymer og genetisk materiale. Hovedprosessen, som et resultat av hvilken sekundære forbindelser dannes, er dissimilering (dekomponering av produktene fra primær syntese). Dette frigjør en viss mengde energi, som er involvert i produksjonen av sekundære forbindelser.
Functions
Opprinnelig ble disse stoffene ansett som unødvendige avfallsprodukter fra levende organismer. Det er nå fastslått at de spiller en rolle i metabolske prosesser:
-
fenoler - deltakelse i fotosyntese, respirasjon, elektronoverføring, produksjon av fytohormoner, utvikling av rotsystemet; tiltrekning av pollinerende insekter, antimikrobiell virkning; farging av individuelle deler av planten;
- tanniner - utvikling av resistens mot soppsykdommer;
- karotenoider - deltakelse i fotosyntese, beskyttelse mot fotooksidasjon;
- alkaloider - vekstregulering;
- isoprenoider - beskyttelse mot insekter, bakterier, dyr;
- steroler – regulering av cellemembranpermeabilitet.
Hovedfunksjonen til sekundære forbindelser i planter er økologisk: beskyttelse mot skadedyr, patogene mikroorganismer,tilpasning til ytre forhold. Siden miljøfaktorer varierer betydelig for ulike typer flora, er spekteret av disse forbindelsene nesten ubegrenset.
klassifiseringer
Det er flere fundament alt forskjellige klassifiseringer av sekundære metabolitter:
- Trivielt. Stoffer deles inn i grupper i henhold til deres spesifikke egenskaper (saponiner danner skum, bitter har en passende smak, og så videre).
-
Kjemikalier. Basert på egenskapene til den kjemiske strukturen til forbindelser. Det er for tiden den vanligste. Ulempen med denne klassifiseringen er at stoffer fra samme gruppe kan variere i produksjonsmetode og egenskaper.
- Biokjemisk. I spissen for denne typen systematisering er metoden for biosyntese. Det er den mest vitenskapelig underbyggede, men på grunn av manglende kunnskap om plantebiokjemi er bruken av denne klassifiseringen begrenset.
- Funksjonell. Den er basert på visse funksjoner til stoffer i en levende organisme. Den samme gruppen kan inneholde sekundære metabolitter med forskjellige kjemiske strukturer.
Kompleksiteten til klassifisering ligger i det faktum at hver gruppe av sekundære metabolitter er nært beslektet med de andre. Bittere (en klasse terpener) er således glykosider, og karotenoider (derivater av tetraterpener) er vitaminer.
Hovedgrupper
Følgende typer stoffer er klassifisert som sekundære metabolitter av planteceller:
- alkaloider (pyridin,imidazol, purin, betalainer, glykoalkaloider, protoalkaloider og andre);
- antracenderivater (derivater av chryzacin, anthrone, alizarin og andre forbindelser);
- fytosterioder (medanolider);
- glykosider (monosider, biosider og oligosider, cyanogene glykosider og tioglykosider);
- isoprenoider (terpener og deres derivater - terpenoider og steroider);
- fenolforbindelser og andre.
Mange av disse stoffene har unike egenskaper. Så curare-alkaloider er den sterkeste giften, og noen grupper av glykosider har en utt alt terapeutisk effekt og brukes til å lage medisiner som brukes til behandling av hjertesvikt.
Application
Sekundære metabolitter har en aktiv effekt på organer og systemer til mennesker og dyr, så de er mye brukt i farmakologi og veterinærmedisin, brukes som smaks- og aromaforsterkere i matvarer. Noen planter som akkumulerer disse stoffene i betydelige mengder, brukes som råstoff i produksjon av tekniske materialer.
I utlandet, i land med en utviklet kjemisk industri, er omtrent en fjerdedel av alle sammensetninger som brukes i apotek av planteopprinnelse. Den verdifulle terapeutiske effekten av sekundære metabolitter er assosiert med deres egenskaper som:
- bredt spekter av handling;
- minimumsbivirkninger selv med langvarigmottak;
- kompleks effekt på kroppen;
- høy effektivitet.
Siden disse forbindelsene fortsatt er dårlig forstått, kan videre forskning føre til etableringen av fundament alt nye legemidler.
