متابولیت های ثانویه مهم ترین ترکیبات فیزیولوژیکی فعال در دنیای گیاهان هستند. تعداد آنها که توسط علم مورد مطالعه قرار می گیرد، هر سال در حال افزایش است. در حال حاضر حدود 15 درصد از کل گونه های گیاهی برای وجود این مواد مورد مطالعه قرار گرفته اند. آنها همچنین فعالیت بیولوژیکی بالایی در رابطه با بدن حیوانات و انسان دارند که پتانسیل آنها را به عنوان دارو تعیین می کند.
متابولیت های ثانویه چیست؟
یک ویژگی بارز همه موجودات زنده این است که متابولیسم - متابولیسم دارند. این مجموعه ای از واکنش های شیمیایی است که متابولیت های اولیه و ثانویه تولید می کند.
تفاوت آنها در این است که اولی مشخصه همه موجودات است (ساخت پروتئین ها، اسیدهای آمینه کربوکسیلیک و نوکلئیک، کربوهیدرات ها، پورین ها، ویتامین ها)، در حالی که دومی مشخصه انواع خاصی از موجودات است و در آن شرکت نمی کند. در فرآیند رشد و تولید مثل با این حال، آنها عملکردهای خاصی را نیز انجام می دهند.
در دنیای حیوانات، ترکیبات ثانویه به ندرت تولید می شوند، اغلب وارد می شوندبدن همراه با غذاهای گیاهی این مواد عمدتاً در گیاهان، قارچ ها، اسفنج ها و باکتری های تک سلولی سنتز می شوند.
ویژگی ها و ویژگی ها
در بیوشیمی، علائم اصلی متابولیت های ثانویه گیاهی متمایز می شوند:
- فعالیت بیولوژیکی بالا؛
- وزن مولکولی کوچک (2-3 کیلو دالتون)؛
- تولید از مقدار کمی مواد اولیه (5-6 اسید آمینه برای 7 آلکالوئید)؛
- سنتز در هر گونه گیاهی ذاتی است؛
- تشکیل در مراحل بعدی رشد یک موجود زنده.
هر یک از این ویژگی‌ها اختیاری هستند. بنابراین، متابولیت‌های فنلی ثانویه در همه گونه‌های گیاهی تولید می‌شوند و لاستیک طبیعی وزن مولکولی بالایی دارد. تولید متابولیت های ثانویه در گیاهان فقط بر اساس پروتئین ها، لیپیدها و کربوهیدرات ها تحت تأثیر آنزیم های مختلف اتفاق می افتد. چنین ترکیباتی روش خاص خود را برای سنتز ندارند.
آنها همچنین ویژگی های زیر را دارند:
- حضور در قسمت های مختلف گیاه؛
- توزیع ناهموار در بافت ها؛
- محلی سازی در بخش های خاصی از سلول برای خنثی کردن فعالیت بیولوژیکی متابولیت های ثانویه؛
- وجود یک ساختار پایه (اغلب گروه های هیدروکسیل، متیل، متوکسیل نقش آن را ایفا می کنند)، که بر اساس آن انواع دیگر ترکیبات تشکیل می شود؛
- انواع مختلف تغییرات ساختار؛
- قابلیت تغییر به فرم غیرفعال "رزرو"؛
- عدم مشارکت مستقیم در متابولیسم.
متابولیسم ثانویه اغلب به عنوان توانایی یک موجود زنده برای تعامل با آنزیم ها و مواد ژنتیکی خود در نظر گرفته می شود. فرآیند اصلی که در نتیجه آن ترکیبات ثانویه تشکیل می شود، تجزیه (تجزیه محصولات سنتز اولیه) است. این مقدار مشخصی انرژی آزاد می کند که در تولید ترکیبات ثانویه نقش دارد.
توابع
در ابتدا، این مواد مواد زائد غیر ضروری موجودات زنده به حساب می آمدند. اکنون مشخص شده است که آنها در فرآیندهای متابولیک نقش دارند:
- فنول ها - مشارکت در فتوسنتز، تنفس، انتقال الکترون، تولید هورمون های گیاهی، توسعه سیستم ریشه. جذب حشرات گرده افشان، عمل ضد میکروبی؛ رنگ آمیزی تک تک قسمت های گیاه؛
- تانن - ایجاد مقاومت در برابر بیماری های قارچی؛
- کاروتنوئیدها - مشارکت در فتوسنتز، محافظت در برابر اکسیداسیون نور؛
- آلکالوئیدها - تنظیم رشد؛
- ایزوپرنوئیدها - محافظت در برابر حشرات، باکتری ها، حیوانات؛
- استرول - تنظیم نفوذپذیری غشای سلولی.
عملکرد اصلی ترکیبات ثانویه در گیاهان اکولوژیکی است: محافظت در برابر آفات، میکروارگانیسم های بیماری زا،سازگاری با شرایط خارجی از آنجایی که عوامل محیطی برای انواع مختلف فلور به طور قابل توجهی متفاوت است، طیف این ترکیبات تقریباً نامحدود است.
طبقه بندی
چندین طبقه بندی اساساً متفاوت از متابولیت های ثانویه وجود دارد:
- بی اهمیت. مواد با توجه به خواص خاص خود به گروه هایی تقسیم می شوند (ساپونین ها کف می کنند، تلخ ها طعم مناسبی دارند و غیره).
- شیمیایی. بر اساس ویژگی های ساختار شیمیایی ترکیبات. در حال حاضر رایج ترین است. نقطه ضعف این طبقه بندی این است که مواد یک گروه ممکن است در روش تولید و خواص متفاوت باشند.
- بیوشیمیایی. در رأس این نوع سیستم سازی، روش بیوسنتز قرار دارد. از نظر علمی معتبرترین است، اما به دلیل عدم آگاهی از بیوشیمی گیاهان، استفاده از این طبقه بندی محدود است.
- کارکردی. این بر اساس عملکردهای خاصی از مواد موجود در یک موجود زنده است. همان گروه ممکن است حاوی متابولیت های ثانویه با ساختارهای شیمیایی متفاوت باشد.
پیچیدگی طبقه بندی در این واقعیت نهفته است که هر گروه از متابولیت های ثانویه ارتباط نزدیکی با سایرین دارد. بنابراین، تلخ (یک دسته از ترپن ها) گلیکوزیدها و کاروتنوئیدها (مشتقات تتراترپن ها) ویتامین هستند.
گروه های اصلی
انواع مواد زیر به عنوان متابولیت های ثانویه سلول های گیاهی طبقه بندی می شوند:
- آلکالوئیدها (پیریدین،ایمیدازول، پورین، بتالاین ها، گلیکوآلکالوئیدها، پروتوآلکالوئیدها و دیگران)؛
- مشتقات آنتراسن (مشتقات کریزاسین، آنترون، آلیزارین و سایر ترکیبات)؛
- فیتواستروئیدها (ویتانولید)؛
- گلیکوزیدها (مونوزیدها، بیوزیدها و الیگوزیدها، گلیکوزیدهای سیانوژن و تیوگلیکوزیدها)؛
- ایزوپرنوئیدها (ترپن ها و مشتقات آنها - ترپنوئیدها و استروئیدها)؛
- ترکیبات فنلی و دیگران.
بسیاری از این مواد خواص منحصر به فردی دارند. بنابراین، آلکالوئیدهای کورار قوی‌ترین سم هستند و برخی از گروه‌های گلیکوزیدها اثر درمانی مشخصی دارند و برای ساخت داروهای مورد استفاده در درمان نارسایی قلبی استفاده می‌شوند.
برنامه
متابولیت‌های ثانویه تأثیر فعالی بر اندام‌ها و سیستم‌های انسان و حیوانات دارند، بنابراین از آنها در فارماکولوژی و دامپزشکی به طور گسترده استفاده می‌شود، به عنوان تقویت‌کننده طعم و عطر در محصولات غذایی استفاده می‌شود. برخی از گیاهانی که این مواد را در مقادیر قابل توجهی انباشته می کنند به عنوان مواد اولیه در تولید مواد فنی استفاده می شوند.
خارج از کشور، در کشورهایی با صنایع شیمیایی پیشرفته، حدود یک چهارم کل ترکیبات مورد استفاده در داروسازی منشاء گیاهی دارند. اثر درمانی ارزشمند متابولیت های ثانویه با خواص آنها مرتبط است مانند:
- گستره عمل گسترده؛
- حداقل عوارض جانبی حتی با طولانی مدتپذیرایی؛
- اثر پیچیده بر بدن؛
- بازدهی بالا.
از آنجایی که این ترکیبات هنوز به خوبی شناخته نشده اند، تحقیقات بیشتر آنها ممکن است منجر به ایجاد داروهای اساسی جدید شود.
