Երկրորդային մետաբոլիտները բույսերի աշխարհում ամենակարևոր ֆիզիոլոգիապես ակտիվ միացություններն են: Գիտության կողմից ուսումնասիրված նրանց թիվը տարեցտարի ավելանում է։ Այս պահին բոլոր բույսերի տեսակների մոտ 15%-ը ուսումնասիրվել է այդ նյութերի առկայության համար։ Նրանք նաև ունեն բարձր կենսաբանական ակտիվություն կենդանիների և մարդկանց մարմնի նկատմամբ, ինչը որոշում է նրանց ներուժը որպես դեղագործական արտադրանք։
Ի՞նչ են երկրորդական մետաբոլիտները:
Բոլոր կենդանի օրգանիզմների տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ նրանք ունեն նյութափոխանակություն՝ նյութափոխանակություն։ Այն քիմիական ռեակցիաների մի շարք է, որոնք առաջացնում են առաջնային և երկրորդային մետաբոլիտներ։
Նրանց միջև տարբերությունն այն է, որ առաջինները բնորոշ են բոլոր արարածներին (սպիտակուցների, ամինոկարբոքսիլային և նուկլեինաթթուների, ածխաջրերի, պուրինների, վիտամինների սինթեզը), մինչդեռ երկրորդները բնորոշ են որոշ տեսակի օրգանիզմների և չեն մասնակցում. աճի և վերարտադրության գործընթացում. Այնուամենայնիվ, նրանք նաև կատարում են որոշակի գործառույթներ։
Կենդանական աշխարհում երկրորդական միացություններ հազվադեպ են արտադրվում, ավելի հաճախ մտնում ենմարմինը բուսական սննդի հետ միասին. Այս նյութերը սինթեզվում են հիմնականում բույսերի, սնկերի, սպունգերի և միաբջիջ բակտերիաների մեջ։
Հատկություններ և առանձնահատկություններ
Կենսաքիմիայում առանձնանում են բույսերի երկրորդային մետաբոլիտների հետևյալ հիմնական նշանները՝
- բարձր կենսաբանական ակտիվություն;
- փոքր մոլեկուլային քաշ (2-3 կԴա);
- արտադրություն փոքր քանակությամբ սկզբնական նյութերից (5-6 ամինաթթու 7 ալկալոիդների համար);
- սինթեզը բնորոշ է առանձին բույսերի տեսակներին;
- ձևավորումը կենդանի օրգանիզմի զարգացման հետագա փուլերում:
Այս հնարավորություններից որևէ մեկը կամընտիր է: Այսպիսով, երկրորդային ֆենոլային մետաբոլիտներ են արտադրվում բույսերի բոլոր տեսակների մեջ, իսկ բնական կաուչուկն ունի բարձր մոլեկուլային քաշ։ Երկրորդային մետաբոլիտների արտադրությունը բույսերում տեղի է ունենում միայն սպիտակուցների, լիպիդների և ածխաջրերի հիման վրա՝ տարբեր ֆերմենտների ազդեցության տակ։ Նման միացությունները չունեն սինթեզի իրենց սեփական ճանապարհը։
Նրանք ունեն նաև հետևյալ հատկանիշները՝
- առկայություն բույսի տարբեր մասերում;
- անհավասար բաշխում հյուսվածքներում;
- տեղայնացում բջջի որոշակի հատվածներում՝ երկրորդային մետաբոլիտների կենսաբանական ակտիվությունը չեզոքացնելու համար;
- հիմնական կառուցվածքի առկայությունը (առավել հաճախ իր դերում հանդես են գալիս հիդրօքսիլ, մեթիլ, մեթօքսիլ խմբեր), որի հիման վրա ձևավորվում են միացությունների այլ տարբերակներ;
- տարբեր տեսակի կառուցվածքային փոփոխություններ;
- ոչ ակտիվ, «պահուստային» ձևին անցնելու ունակություն;
- նյութափոխանակության մեջ անմիջական մասնակցության բացակայություն.
Երկրորդային նյութափոխանակությունը հաճախ դիտվում է որպես կենդանի օրգանիզմի՝ սեփական ֆերմենտների և գենետիկական նյութի հետ փոխազդելու կարողություն: Հիմնական պրոցեսը, որի արդյունքում առաջանում են երկրորդական միացություններ, դիսիմիլյացիան է (առաջնային սինթեզի արտադրանքի քայքայումը)։ Դա ազատում է որոշակի քանակությամբ էներգիա, որը ներգրավված է երկրորդական միացությունների արտադրության մեջ։
Functions
Սկզբում այս նյութերը համարվում էին կենդանի օրգանիզմների անհարկի թափոններ։ Այժմ հաստատված է, որ դրանք դեր են խաղում նյութափոխանակության գործընթացներում:
- ֆենոլներ - մասնակցություն ֆոտոսինթեզի, շնչառության, էլեկտրոնների փոխանցման, ֆիտոհորմոնների արտադրության, արմատային համակարգի զարգացման; փոշոտող միջատների ներգրավում, հակամանրէային ազդեցություն; բույսի առանձին մասերի գունավորում;
- տանիններ - սնկային հիվանդությունների նկատմամբ դիմադրողականության զարգացում;
- կարոտինոիդներ - մասնակցություն ֆոտոսինթեզին, պաշտպանություն ֆոտոօքսիդացումից;
- ալկալոիդներ - աճի կարգավորում;
- isoprenoids - պաշտպանություն միջատներից, բակտերիաներից, կենդանիներից;
- ստերոլներ – կարգավորում բջջային թաղանթների թափանցելիությունը:
Բույսերի երկրորդական միացությունների հիմնական գործառույթը էկոլոգիական է՝ պաշտպանություն վնասատուներից, ախտածին միկրոօրգանիզմներից,հարմարեցում արտաքին պայմաններին. Քանի որ շրջակա միջավայրի գործոնները զգալիորեն տարբերվում են բուսական աշխարհի տարբեր տեսակների համար, այդ միացությունների սպեկտրը գրեթե անսահմանափակ է:
Դասակարգումներ
Գոյություն ունեն երկրորդական մետաբոլիտների մի քանի սկզբունքորեն տարբեր դասակարգումներ.
- Չնչին. Նյութերը բաժանվում են խմբերի՝ ըստ իրենց հատուկ հատկությունների (սապոնինները փրփուր են կազմում, դառը համապատասխան համ և այլն):
- Քիմիական. Միացությունների քիմիական կառուցվածքի բնութագրերի հիման վրա. Ներկայումս այն ամենատարածվածն է: Այս դասակարգման թերությունն այն է, որ նույն խմբի նյութերը կարող են տարբերվել արտադրության եղանակով և հատկություններով։
- Կենսաքիմիական. Այս տեսակի համակարգման գլխին կանգնած է կենսասինթեզի մեթոդը։ Այն գիտականորեն ամենահիմնավորվածն է, սակայն բույսերի կենսաքիմիայի գիտելիքների բացակայության պատճառով այս դասակարգման կիրառումը սահմանափակ է։
- Ֆունկցիոնալ. Այն հիմնված է կենդանի օրգանիզմի նյութերի որոշակի ֆունկցիաների վրա։ Նույն խումբը կարող է պարունակել տարբեր քիմիական կառուցվածք ունեցող երկրորդային մետաբոլիտներ։
Դասակարգման բարդությունը կայանում է նրանում, որ երկրորդական մետաբոլիտների յուրաքանչյուր խումբ սերտորեն կապված է մյուսների հետ: Այսպիսով, դառը (տերպենների դասը) գլիկոզիդներն են, իսկ կարոտինոիդները (տետրատերպենների ածանցյալները) վիտամիններ են։
Հիմնական խմբեր
Նյութերի հետևյալ տեսակները դասակարգվում են որպես բուսական բջիջների երկրորդական մետաբոլիտներ.
- ալկալոիդներ (պիրիդին,իմիդազոլ, պուրին, բետալաիններ, գլիկոալկալոիդներ, պրոտոալկալոիդներ և այլն);
- անտրացենի ածանցյալներ (քրիզացինի, անտրոնի, ալիզարինի և այլ միացությունների ածանցյալներ);
- ֆիտոստերիոդներ (վիտանոլիդներ);
- գլիկոզիդներ (մոնոսիդներ, բիոզիդներ և օլիգոսիդներ, ցիանոգեն գլիկոզիդներ և թիոգլիկոզիդներ);
- իզոպրեոիդներ (տերպեններ և դրանց ածանցյալները՝ տերպենոիդներ և ստերոիդներ);
- ֆենոլային միացություններ և այլն:
Այս նյութերից շատերն ունեն յուրահատուկ հատկություններ։ Այսպիսով, curare alkaloids-ը ամենաուժեղ թույնն է, և գլիկոզիդների որոշ խմբեր ունեն ընդգծված թերապևտիկ ազդեցություն և օգտագործվում են դեղամիջոցներ պատրաստելու համար, որոնք օգտագործվում են սրտի անբավարարության բուժման համար:
Դիմում
Երկրորդային մետաբոլիտներն ակտիվ ազդեցություն ունեն մարդկանց և կենդանիների օրգանների և համակարգերի վրա, ուստի դրանք լայնորեն կիրառվում են դեղաբանության և անասնաբուժության մեջ, օգտագործվում են որպես սննդամթերքի համի և բույրի ուժեղացուցիչներ: Որոշ բույսեր, որոնք կուտակում են այդ նյութերը զգալի քանակությամբ, օգտագործվում են որպես հումք տեխնիկական նյութերի արտադրության մեջ։
Արտասահմանում, զարգացած քիմիական արդյունաբերություն ունեցող երկրներում, դեղագործության մեջ օգտագործվող միացությունների մոտ մեկ քառորդը բուսական ծագում ունի: Երկրորդային մետաբոլիտների արժեքավոր թերապևտիկ ազդեցությունը կապված է նրանց հատկությունների հետ, ինչպիսիք են՝
- գործողության լայն շրջանակ;
- նվազագույն կողմնակի ազդեցությունները նույնիսկ երկարատև դեպքումընդունելություն;
- բարդ ազդեցություն մարմնի վրա;
- բարձր արդյունավետություն.
Քանի որ այս միացությունները դեռևս վատ են ճանաչված, դրանց հետագա հետազոտությունները կարող են հանգեցնել սկզբունքորեն նոր դեղագործական միջոցների ստեղծմանը:
