İkincil metabolitler, bitki dünyasında fizyolojik olarak en aktif bileşiklerdir. Bilim tarafından incelenen sayıları her yıl artıyor. Şu anda, tüm bitki türlerinin yaklaşık %15'i bu maddelerin varlığı için araştırılmıştır. Ayrıca hayvan ve insan vücuduyla ilgili olarak yüksek biyolojik aktiviteye sahiptirler ve bu da farmasötik olarak potansiyellerini belirler.
İkincil metabolitler nelerdir?
Bütün canlı organizmaların ayırt edici bir özelliği, metabolizmalarına sahip olmalarıdır - metabolizma. Birincil ve ikincil metabolitler üreten bir dizi kimyasal reaksiyondur.
Aralarındaki fark, birincisinin tüm canlıların özelliği (proteinlerin, aminokarboksilik ve nükleik asitlerin, karbonhidratların, pürinlerin, vitaminlerin sentezi), ikincisi ise belirli organizma türlerinin karakteristiğidir ve katılmaz. büyüme ve üreme sürecinde. Ancak, belirli işlevleri de yerine getirirler.
Hayvan dünyasında ikincil bileşikler nadiren üretilir, daha sıkbitki gıdaları ile birlikte vücut. Bu maddeler esas olarak bitkilerde, mantarlarda, süngerlerde ve tek hücreli bakterilerde sentezlenir.
Özellikler ve Özellikler
Biyokimyada, ikincil bitki metabolitlerinin aşağıdaki ana işaretleri ayırt edilir:
- yüksek biyolojik aktivite;
- küçük moleküler ağırlık (2-3 kDa);
- az miktarda başlangıç maddesinden üretim (7 alkaloid için 5-6 amino asit);
- sentez, bireysel bitki türlerinin doğasında vardır;
- canlı bir organizmanın gelişiminin sonraki aşamalarında oluşumu.
Bu özelliklerden herhangi biri isteğe bağlıdır. Böylece tüm bitki türlerinde ikincil fenolik metabolitler üretilir ve doğal kauçuk yüksek moleküler ağırlığa sahiptir. Bitkilerde ikincil metabolitlerin üretimi, çeşitli enzimlerin etkisi altında sadece proteinler, lipidler ve karbonhidratlar bazında gerçekleşir. Bu tür bileşiklerin kendi sentez yolları yoktur.
Ayrıca aşağıdaki özelliklere de sahiptirler:
- bitkinin farklı bölümlerinde bulunması;
- dokularda düzensiz dağılım;
- sekonder metabolitlerin biyolojik aktivitesini nötralize etmek için hücrenin belirli bölümlerinde lokalizasyon;
- temel bir yapının varlığı (çoğunlukla hidroksil, metil, metoksil grupları rolünde hareket eder), temelinde diğer bileşik varyantlarının oluşturulduğu;
- farklı yapı değişiklikleri;
- etkin olmayan, "yedek" bir forma geçme yeteneği;
- metabolizmaya doğrudan katılım eksikliği.
İkincil metabolizma genellikle canlı bir organizmanın kendi enzimleri ve genetik materyali ile etkileşime girme yeteneği olarak görülür. İkincil bileşiklerin oluşmasının bir sonucu olarak ana süreç, disimilasyondur (birincil sentez ürünlerinin ayrışması). Bu, ikincil bileşiklerin üretiminde yer alan belirli bir miktarda enerjiyi serbest bırakır.
İşlevler
Başlangıçta, bu maddeler canlı organizmaların gereksiz atık ürünleri olarak kabul edildi. Artık metabolik süreçlerde rol oynadıkları tespit edilmiştir:
- fenoller - fotosenteze katılım, solunum, elektron transferi, fitohormon üretimi, kök sisteminin gelişimi; tozlaşan böceklerin çekiciliği, antimikrobiyal etki; bitkinin tek tek parçalarının renklendirilmesi;
- tanenler - mantar hastalıklarına karşı direnç gelişimi;
- karotenoidler - fotosenteze katılım, fotooksidasyondan korunma;
- alkaloidler - büyüme regülasyonu;
- isoprenoids - böceklere, bakterilere, hayvanlara karşı koruma;
- steroller – hücre zarı geçirgenliğinin düzenlenmesi.
Bitkilerdeki ikincil bileşiklerin ana işlevi ekolojiktir: zararlılardan, patojenik mikroorganizmalardan korunma,dış koşullara uyum. Farklı flora türleri için çevresel faktörler önemli ölçüde farklılık gösterdiğinden, bu bileşiklerin spektrumu neredeyse sınırsızdır.
Sınıflandırmalar
İkincil metabolitlerin temelde farklı birkaç sınıflandırması vardır:
- Önemsiz. Maddeler belirli özelliklerine göre gruplara ayrılır (saponinler köpük oluşturur, acılar uygun bir tada sahiptir vb.).
- Kimyasal. Bileşiklerin kimyasal yapısının özelliklerine dayanmaktadır. Şu anda en yaygın olanıdır. Bu sınıflandırmanın dezavantajı, aynı gruptaki maddelerin üretim yöntemi ve özelliklerinde farklılık gösterebilmesidir.
- Biyokimyasal. Bu tür sistemleştirmenin başında biyosentez yöntemi vardır. Bilimsel olarak en doğrulanmış olanıdır, ancak bitki biyokimyası konusundaki bilgi eksikliğinden dolayı bu sınıflandırmanın kullanımı sınırlıdır.
- İşlevsel. Canlı bir organizmadaki maddelerin belirli işlevlerine dayanır. Aynı grup, farklı kimyasal yapılara sahip ikincil metabolitler içerebilir.
Sınıflandırmanın karmaşıklığı, her bir ikincil metabolit grubunun diğerleriyle yakından ilişkili olması gerçeğinde yatmaktadır. Bu nedenle, acı maddeler (bir terpen sınıfı) glikozitlerdir ve karotenoidler (tetraterpenlerin türevleri) vitaminlerdir.
Ana Gruplar
Aşağıdaki madde türleri bitki hücrelerinin ikincil metabolitleri olarak sınıflandırılır:
- alkaloidler (piridin,imidazol, pürin, betalainler, glikoalkaloidler, protoalkaloidler ve diğerleri);
- antrasen türevleri (krizasin, antron, alizarin ve diğer bileşiklerin türevleri);
- fitosteroidler (withanolides);
- glikozitler (monositler, biyositler ve oligositler, siyanojenik glikozitler ve tiyoglikozitler);
- izoprenoidler (terpenler ve türevleri - terpenoidler ve steroidler);
- fenolik bileşikler ve diğerleri.
Bu maddelerin çoğu benzersiz özelliklere sahiptir. Bu nedenle, kürar alkaloidleri en güçlü zehirdir ve bazı glikozit grupları belirgin bir terapötik etkiye sahiptir ve kalp yetmezliği tedavisinde kullanılan ilaçları yapmak için kullanılır.
Uygulama
İkincil metabolitler, insan ve hayvanların organ ve sistemleri üzerinde aktif bir etkiye sahiptir, bu nedenle farmakoloji ve veterinerlik alanında yaygın olarak kullanılırlar, gıda ürünlerinde lezzet ve aroma arttırıcı olarak kullanılırlar. Bu maddeleri önemli miktarlarda biriktiren bazı bitkiler, teknik malzeme üretiminde hammadde olarak kullanılmaktadır.
Yurtdışında, gelişmiş bir kimya endüstrisine sahip ülkelerde, eczacılıkta kullanılan tüm bileşiklerin yaklaşık dörtte biri bitki kökenlidir. Sekonder metabolitlerin değerli terapötik etkisi, şu özellikleriyle ilişkilidir:
- geniş eylem yelpazesi;
- uzun süreli kullanımlarda bile minimum yan etkilerresepsiyon;
- vücut üzerinde karmaşık etki;
- yüksek verimlilik.
Bu bileşikler hala yeterince anlaşılmadığından, daha fazla araştırmaları temelde yeni farmasötiklerin oluşturulmasına yol açabilir.
