Екіншілік метаболиттер өсімдік әлеміндегі ең маңызды физиологиялық белсенді қосылыстар болып табылады. Олардың ғылым зерттейтін саны жыл сайын артып келеді. Қазіргі уақытта өсімдіктердің барлық түрлерінің шамамен 15% осы заттардың болуы үшін зерттелген. Сондай-ақ олар жануарлар мен адам ағзасына қатысты жоғары биологиялық белсенділікке ие, бұл олардың фармацевтикалық препараттар ретіндегі әлеуетін анықтайды.
Қосымша метаболиттер дегеніміз не?
Барлық тірі организмдерге тән қасиет олардың зат алмасуы – зат алмасуы. Бұл бастапқы және қайталама метаболиттер түзетін химиялық реакциялар жиынтығы.
Олардың арасындағы айырмашылық біріншісі барлық тіршілік иелеріне тән (белоктар, аминокарбон және нуклеин қышқылдары, көмірсулар, пуриндер, витаминдер синтезі), ал соңғылары организмдердің кейбір түрлеріне тән және қатыспайды. өсу және көбею процесінде. Дегенмен, олар белгілі бір функцияларды да орындайды.
Жануарлар әлемінде қайталама қосылыстар сирек түзіледі, жиі енедідене өсімдік тағамдарымен бірге. Бұл заттар негізінен өсімдіктерде, саңырауқұлақтарда, губкаларда және бір жасушалы бактерияларда синтезделеді.
Мүмкіндіктер мен мүмкіндіктер
Биохимияда өсімдіктің екіншілік метаболиттерінің келесі негізгі белгілерін ажыратады:
- жоғары биологиялық белсенділік;
- кіші молекулалық массасы (2-3 кДа);
- бастапқы заттардың аз мөлшерінен алу (7 алкалоид үшін 5-6 аминқышқылдары);
- синтез өсімдіктердің жеке түрлеріне тән;
- тірі организм дамуының кейінгі кезеңдерінде қалыптасуы.
Осы мүмкіндіктердің кез келгені міндетті емес. Осылайша, екінші реттік фенолды метаболиттер барлық өсімдік түрлерінде өндіріледі, ал табиғи каучук жоғары молекулалық салмаққа ие. Өсімдіктерде екінші реттік метаболиттердің түзілуі тек белоктар, липидтер және көмірсулар негізінде әртүрлі ферменттердің әсерінен жүреді. Мұндай қосылыстардың синтезделуінің өзіндік жолы жоқ.
Олардың келесі мүмкіндіктері де бар:
- өсімдіктің әртүрлі бөліктерінде болуы;
- тіндерде біркелкі таралмау;
- екіншілік метаболиттердің биологиялық белсенділігін бейтараптандыру үшін жасушаның белгілі бір бөлімдерінде локализация;
- негіздік құрылымның болуы (көбінесе оның рөлін гидроксил, метил, метоксил топтары атқарады), оның негізінде қосылыстардың басқа нұсқалары түзіледі;
- құрылым өзгерістерінің әртүрлі түрлері;
- белсенді емес, "резервтік" пішінге ауысу мүмкіндігі;
- метаболизмге тікелей қатысудың болмауы.
Екіншілік метаболизм көбінесе тірі ағзаның өзінің ферменттерімен және генетикалық материалымен әрекеттесу қабілеті ретінде қарастырылады. Нәтижесінде қайталама қосылыстар түзілетін негізгі процесс диссимиляция (біріншілік синтез өнімдерінің ыдырауы) болып табылады. Бұл қайталама қосылыстарды өндіруге қатысатын белгілі бір энергия мөлшерін шығарады.
Функциялар
Алғашында бұл заттар тірі ағзалардың қажетсіз қалдықтары болып саналды. Енді олардың метаболикалық процестерде рөл атқаратыны анықталды:
- фенолдар – фотосинтезге, тыныс алуға, электрон тасымалдауға, фитогормондарды өндіруге, тамыр жүйесінің дамуына қатысу; тозаңдандыратын жәндіктерді тарту, микробқа қарсы әрекет; өсімдіктің жеке бөліктерін бояу;
- таниндер - саңырауқұлақ ауруларына төзімділікті дамыту;
- каротиноидтар - фотосинтезге қатысу, фотототығудан қорғау;
- алкалоидтар - өсуді реттеу;
- изопреноидтар - жәндіктерден, бактериялардан, жануарлардан қорғау;
- стеролдар – жасуша мембранасының өткізгіштігін реттеу.
Өсімдіктердегі екіншілік қосылыстардың негізгі қызметі экологиялық: зиянкестерден, патогендік микроорганизмдерден қорғау,сыртқы жағдайларға бейімделу. Флораның әртүрлі түрлері үшін қоршаған орта факторлары айтарлықтай ерекшеленетіндіктен, бұл қосылыстардың спектрі шексіз дерлік.
Жіктемелер
Қосымша метаболиттердің бірнеше түбегейлі әртүрлі классификациялары бар:
- Тривиалды. Заттар ерекше қасиеттеріне қарай топтарға бөлінеді (сапониндер көбік түзеді, ащы дәмге сәйкес келеді және т.б.).
- Химиялық. Қосылыстардың химиялық құрылымының сипаттамаларына негізделген. Қазіргі уақытта бұл ең көп таралған. Бұл классификацияның кемшілігі бір топтағы заттардың өндіру әдісі мен қасиеттері бойынша әр түрлі болуы мүмкін.
- Биохимиялық. Бұл жүйелеу түрінің басында биосинтез әдісі тұрады. Бұл ең ғылыми негізделген, бірақ өсімдік биохимиясы туралы білімнің болмауына байланысты бұл классификацияны қолдану шектеулі.
- Функционалды. Ол тірі ағзадағы заттардың белгілі бір қызметтеріне негізделген. Бір топта әртүрлі химиялық құрылымы бар қайталама метаболиттер болуы мүмкін.
Жіктелудің күрделілігі екіншілік метаболиттердің әрбір тобының басқаларымен тығыз байланыстылығында. Осылайша, ащылар (терпендер класы) гликозидтер, ал каротиноидтар (тетратерпендер туындылары) витаминдер болып табылады.
Негізгі топтар
Заттардың келесі түрлері өсімдік жасушаларының қайталама метаболиттері ретінде жіктеледі:
- алкалоидтар (пиридин,имидазол, пурин, беталаиндер, гликоалкалоидтар, протоалкалоидтар және т.б.);
- антрацен туындылары (хризацин, антрон, ализарин және басқа қосылыстардың туындылары);
- фитостероидтар (витанолидтер);
- гликозидтер (монозидтер, биосидтер және олигозидтер, цианогенді гликозидтер және тиогликозидтер);
- изопреноидтар (терпендер және олардың туындылары - терпеноидтар және стероидтар);
- фенолды қосылыстар және басқалар.
Бұл заттардың көпшілігінің бірегей қасиеттері бар. Сонымен, кураре алкалоидтары ең күшті улану болып табылады, ал гликозидтердің кейбір топтары айқын емдік әсерге ие және жүрек жеткіліксіздігін емдеуде қолданылатын препараттарды жасау үшін қолданылады.
Қолданба
Екіншілік метаболиттер адам мен жануарлардың мүшелері мен жүйелеріне белсенді әсер етеді, сондықтан олар фармакологияда және ветеринарияда кеңінен қолданылады, тағам өнімдерінде дәм мен хош иісті күшейткіштер ретінде қолданылады. Бұл заттарды едәуір мөлшерде жинақтайтын кейбір өсімдіктер техникалық материалдар өндірісінде шикізат ретінде пайдаланылады.
Шетелде, химия өнеркәсібі дамыған елдерде фармацияда қолданылатын барлық қосылыстардың төрттен бір бөлігі өсімдік текті. Екіншілік метаболиттердің құнды емдік әсері олардың келесі қасиеттерімен байланысты:
- кең ауқымды әрекет;
- ең аз жанама әсерлер ұзаққа созылған болса дақабылдау;
- ағзаға күрделі әсер;
- жоғары тиімділік.
Бұл қосылыстар әлі аз зерттелгендіктен, оларды әрі қарай зерттеу түбегейлі жаңа фармацевтикалық препараттарды жасауға әкелуі мүмкін.
