Sekundära metaboliter är de viktigaste fysiologiskt aktiva föreningarna i växtvärlden. Deras antal, studerat av vetenskapen, ökar varje år. För närvarande har cirka 15 % av alla växtarter studerats för förekomsten av dessa ämnen. De har också hög biologisk aktivitet i förhållande till djurs och människors kropp, vilket avgör deras potential som läkemedel.
Vad är sekundära metaboliter?
En utmärkande egenskap hos alla levande organismer är att de har ämnesomsättning - ämnesomsättning. Det är en uppsättning kemiska reaktioner som producerar primära och sekundära metaboliter.
Skillnaden mellan dem är att de förra är karakteristiska för alla varelser (syntesen av proteiner, aminokarboxyl- och nukleinsyror, kolhydrater, puriner, vitaminer), medan de senare är karakteristiska för vissa typer av organismer och inte deltar i tillväxt- och reproduktionsprocessen. Men de utför också vissa funktioner.
I djurvärlden produceras sällan sekundära föreningar, oftare kommer de inkroppen tillsammans med vegetabilisk mat. Dessa ämnen syntetiseras huvudsakligen i växter, svampar, svampar och encelliga bakterier.
Funktioner och funktioner
Inom biokemi urskiljs följande huvudtecken på sekundära växtmetaboliter:
- hög biologisk aktivitet;
- liten molekylvikt (2-3 kDa);
- produktion från en liten mängd utgångsämnen (5-6 aminosyror för 7 alkaloider);
- syntes är inneboende i enskilda växtarter;
- bildning i senare stadier av utvecklingen av en levande organism.
Någon av dessa funktioner är valfria. Således produceras sekundära fenoliska metaboliter i alla växtarter, och naturgummi har en hög molekylvikt. Produktionen av sekundära metaboliter i växter sker endast på basis av proteiner, lipider och kolhydrater under påverkan av olika enzymer. Sådana föreningar har inte sina egna sätt för syntes.
De har också följande funktioner:
- närvaro i olika delar av anläggningen;
- ojämn fördelning i vävnader;
- lokalisering i vissa fack i cellen för att neutralisera den biologiska aktiviteten hos sekundära metaboliter;
-
närvaron av en grundstruktur (oftast verkar hydroxyl-, metyl-, metoxylgrupper i dess roll), på basis av vilken andra varianter av föreningar bildas;
- olika typer av strukturändringar;
- möjligheten att byta till en inaktiv, "reservera" form;
- brist på direkt deltagande i ämnesomsättningen.
Sekundär metabolism ses ofta som en levande organisms förmåga att interagera med sina egna enzymer och genetiskt material. Huvudprocessen, som ett resultat av vilken sekundära föreningar bildas, är dissimilering (nedbrytning av produkterna från primär syntes). Detta frigör en viss mängd energi, som är involverad i produktionen av sekundära föreningar.
Funktioner
Inledningsvis ansågs dessa ämnen vara onödiga avfallsprodukter från levande organismer. Det är nu fastställt att de spelar en roll i metaboliska processer:
-
fenoler - deltagande i fotosyntes, andning, elektronöverföring, produktion av fytohormoner, utveckling av rotsystemet; attraktion av pollinerande insekter, antimikrobiell verkan; färgning av enskilda delar av växten;
- tanniner - utveckling av resistens mot svampsjukdomar;
- karotenoider - deltagande i fotosyntes, skydd mot fotooxidation;
- alkaloider - tillväxtreglering;
- isoprenoider - skydd mot insekter, bakterier, djur;
- steroler – reglering av cellmembranets permeabilitet.
Huvudfunktionen hos sekundära föreningar i växter är ekologisk: skydd mot skadedjur, patogena mikroorganismer,anpassning till yttre förhållanden. Eftersom miljöfaktorer skiljer sig markant för olika typer av flora är spektrumet av dessa föreningar nästan obegränsat.
Klassificeringar
Det finns flera fundament alt olika klassificeringar av sekundära metaboliter:
- Trivi alt. Ämnen delas in i grupper efter deras specifika egenskaper (saponiner bildar skum, beska har en lämplig smak och så vidare).
-
Kemi. Baserat på egenskaperna hos föreningars kemiska struktur. Det är för närvarande det vanligaste. Nackdelen med denna klassificering är att ämnen i samma grupp kan skilja sig åt i produktionsmetod och egenskaper.
- Biokemisk. I spetsen för denna typ av systematisering står metoden för biosyntes. Det är den mest vetenskapligt underbyggda, men på grund av bristen på kunskap om växtbiokemi är användningen av denna klassificering begränsad.
- Funktionell. Den är baserad på vissa funktioner hos ämnen i en levande organism. Samma grupp kan innehålla sekundära metaboliter med olika kemiska strukturer.
Komplexiteten i klassificeringen ligger i det faktum att varje grupp av sekundära metaboliter är nära besläktade med de andra. Sålunda är bitter (en klass av terpener) glykosider och karotenoider (derivat av tetraterpener) är vitaminer.
Huvudgrupper
Följande typer av ämnen klassificeras som sekundära metaboliter av växtceller:
- alkaloider (pyridin,imidazol, purin, betalainer, glykoalkaloider, protoalkaloider och andra);
- antracenderivat (derivat av chryzacin, anthrone, alizarin och andra föreningar);
- fytosterioder (medanolider);
- glykosider (monosider, biosider och oligosider, cyanogene glykosider och tioglykosider);
- isoprenoider (terpener och deras derivat - terpenoider och steroider);
- fenolföreningar och andra.
Många av dessa ämnen har unika egenskaper. Så curare-alkaloider är det starkaste giftet, och vissa grupper av glykosider har en uttalad terapeutisk effekt och används för att tillverka läkemedel som används vid behandling av hjärtsvikt.
Application
Sekundära metaboliter har en aktiv effekt på organ och system hos människor och djur, så de används i stor utsträckning inom farmakologi och veterinärmedicin, används som smak- och aromförstärkare i livsmedel. Vissa växter som ackumulerar dessa ämnen i betydande mängder används som råmaterial vid tillverkning av tekniska material.
Utomlands, i länder med en utvecklad kemisk industri, är ungefär en fjärdedel av alla föreningar som används i apotek av vegetabiliskt ursprung. Den värdefulla terapeutiska effekten av sekundära metaboliter är förknippad med deras egenskaper som:
- brett utbud av åtgärder;
- minsta biverkningar även med långvarigamottagning;
- komplex effekt på kroppen;
- hög effektivitet.
Eftersom dessa föreningar fortfarande är dåliga förstådda kan deras fortsatta forskning leda till skapandet av fundament alt nya läkemedel.
