Metabolit sekunder ialah sebatian aktif fisiologi yang paling penting dalam dunia tumbuhan. Bilangan mereka, yang dikaji oleh sains, semakin meningkat setiap tahun. Pada masa ini, kira-kira 15% daripada semua spesies tumbuhan telah dikaji untuk kehadiran bahan-bahan ini. Mereka juga mempunyai aktiviti biologi yang tinggi berhubung dengan tubuh haiwan dan manusia, yang menentukan potensi mereka sebagai farmaseutikal.
Apakah itu metabolit sekunder?
Ciri tersendiri bagi semua organisma hidup ialah mereka mempunyai metabolisme - metabolisme. Ia adalah satu set tindak balas kimia yang menghasilkan metabolit primer dan sekunder.
Perbezaan antara mereka adalah bahawa yang pertama adalah ciri semua makhluk (sintesis protein, aminokarboksilik dan asid nukleik, karbohidrat, purin, vitamin), manakala yang kedua adalah ciri jenis organisma tertentu dan tidak mengambil bahagian. dalam proses pertumbuhan dan pembiakan. Walau bagaimanapun, mereka juga melaksanakan fungsi tertentu.
Di dunia haiwan, sebatian sekunder jarang dihasilkan, lebih kerap ia masukbadan bersama makanan tumbuhan. Bahan ini disintesis terutamanya dalam tumbuhan, kulat, span dan bakteria unisel.
Ciri dan Ciri
Dalam biokimia, tanda-tanda utama metabolit tumbuhan sekunder berikut dibezakan:
- aktiviti biologi tinggi;
- berat molekul kecil (2-3 kDa);
- pengeluaran daripada sejumlah kecil bahan permulaan (5-6 asid amino untuk 7 alkaloid);
- sintesis adalah wujud dalam spesies tumbuhan individu;
- pembentukan pada peringkat akhir perkembangan organisma hidup.
Mana-mana ciri ini adalah pilihan. Oleh itu, metabolit fenolik sekunder dihasilkan dalam semua spesies tumbuhan, dan getah asli mempunyai berat molekul yang tinggi. Pengeluaran metabolit sekunder dalam tumbuhan hanya berlaku berdasarkan protein, lipid dan karbohidrat di bawah pengaruh pelbagai enzim. Sebatian sedemikian tidak mempunyai cara tersendiri untuk sintesis.
Mereka juga mempunyai ciri berikut:
- kehadiran di bahagian tumbuhan yang berlainan;
- pengedaran tidak sekata dalam tisu;
- penyetempatan dalam petak tertentu sel untuk meneutralkan aktiviti biologi metabolit sekunder;
- kehadiran struktur asas (paling kerap kumpulan hidroksil, metil, metoksil bertindak dalam peranannya), berdasarkan variasi sebatian lain terbentuk;
- jenis perubahan struktur yang berbeza;
- keupayaan untuk bertukar kepada borang "rizab" yang tidak aktif;
- kurangnya penyertaan langsung dalam metabolisme.
Metabolisme sekunder sering dilihat sebagai keupayaan organisma hidup untuk berinteraksi dengan enzim dan bahan genetiknya sendiri. Proses utama, akibatnya sebatian sekunder terbentuk, adalah disimilasi (penguraian produk sintesis primer). Ini membebaskan sejumlah tenaga, yang terlibat dalam penghasilan sebatian sekunder.
Fungsi
Pada mulanya, bahan ini dianggap sebagai bahan buangan organisma hidup yang tidak diperlukan. Kini diketahui bahawa mereka memainkan peranan dalam proses metabolik:
- fenol - penyertaan dalam fotosintesis, pernafasan, pemindahan elektron, pengeluaran fitohormon, pembangunan sistem akar; tarikan serangga pendebunga, tindakan antimikrob; pewarna bahagian individu tumbuhan;
- tannin - perkembangan daya tahan terhadap penyakit kulat;
- karotenoid - penyertaan dalam fotosintesis, perlindungan daripada fotooksidasi;
- alkaloid - peraturan pertumbuhan;
- isoprenoid - perlindungan terhadap serangga, bakteria, haiwan;
- sterol – pengawalan kebolehtelapan membran sel.
Fungsi utama sebatian sekunder dalam tumbuhan adalah ekologi: perlindungan daripada perosak, mikroorganisma patogen,penyesuaian dengan keadaan luaran. Memandangkan faktor persekitaran berbeza dengan ketara untuk jenis flora yang berbeza, spektrum sebatian ini hampir tidak terhad.
Klasifikasi
Terdapat beberapa klasifikasi metabolit sekunder yang berbeza secara asas:
- Remeh. Bahan dibahagikan kepada kumpulan mengikut sifat khususnya (saponin membentuk buih, pahit mempunyai rasa yang sesuai, dan sebagainya).
- Kimia. Berdasarkan ciri-ciri struktur kimia sebatian. Pada masa ini ia adalah yang paling biasa. Kelemahan klasifikasi ini ialah bahan daripada kumpulan yang sama mungkin berbeza dalam kaedah dan sifat pengeluaran.
- Biokimia. Di kepala jenis sistematisasi ini ialah kaedah biosintesis. Ia adalah yang paling dibuktikan secara saintifik, tetapi disebabkan kekurangan pengetahuan tentang biokimia tumbuhan, penggunaan klasifikasi ini adalah terhad.
- Berfungsi. Ia berdasarkan fungsi tertentu bahan dalam organisma hidup. Kumpulan yang sama mungkin mengandungi metabolit sekunder dengan struktur kimia yang berbeza.
Kerumitan pengelasan terletak pada hakikat bahawa setiap kumpulan metabolit sekunder berkait rapat dengan yang lain. Oleh itu, pahit (kelas terpenes) ialah glikosida, dan karotenoid (derivatif tetraterpenes) ialah vitamin.
Kumpulan Utama
Jenis bahan berikut dikelaskan sebagai metabolit sekunder sel tumbuhan:
- alkaloid (piridin,imidazole, purin, betalaines, glycoalkaloid, protoalkaloid dan lain-lain);
- derivatif antrasena (derivatif krisan, anthrone, alizarin dan sebatian lain);
- phytosteroids (withanolides);
- glycosides (monosides, biosides and oligosides, cyanogenic glycosides and thioglycosides);
- isoprenoid (terpen dan terbitannya - terpenoid dan steroid);
- sebatian fenolik dan lain-lain.
Banyak bahan ini mempunyai sifat unik. Jadi, alkaloid curare adalah racun terkuat, dan beberapa kumpulan glikosida mempunyai kesan terapeutik yang ketara dan digunakan untuk membuat ubat yang digunakan dalam rawatan kegagalan jantung.
Permohonan
Metabolit sekunder mempunyai kesan aktif pada organ dan sistem manusia dan haiwan, jadi ia digunakan secara meluas dalam farmakologi dan perubatan veterinar, digunakan sebagai penambah rasa dan aroma dalam produk makanan. Sesetengah tumbuhan yang mengumpul bahan ini dalam kuantiti yang banyak digunakan sebagai bahan mentah dalam pengeluaran bahan teknikal.
Di luar negara, di negara yang mempunyai industri kimia yang maju, kira-kira satu perempat daripada semua sebatian yang digunakan dalam farmasi adalah berasal dari tumbuhan. Kesan terapeutik berharga metabolit sekunder dikaitkan dengan sifatnya seperti:
- pelbagai tindakan;
- kesan sampingan minimum walaupun berpanjanganpenerimaan tetamu;
- kesan kompleks pada badan;
- kecekapan tinggi.
Memandangkan sebatian ini masih kurang difahami, penyelidikan lanjut mereka mungkin membawa kepada penciptaan farmaseutikal yang asasnya baharu.
