Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


¬ещества вторичного метаболизма




 

ѕродукты (вещества) вторичного метаболизма синтезируютс€ на основе первичных соединений и могут накапливатьс€ в растени€х нередко в значительных количествах, обусловлива€ тем самым специфику их обмена. ¬ растени€х содержитс€ огромное количество веществ вторичного происхождени€, которые могут быть разделены на различные группы.

—реди биологически активных веществ (Ѕј¬) наиболее известны такие обширные классы соединений, как алкалоиды, изопреноиды, фенольные соединени€ и их производные.

јлкалоиды - азотсодержащие органические соединени€ основного характера, преимущественно растительного происхождени€. —троение молекул алкалоидов весьма разнообразно и нередко довольно сложно. јзот, как правило, располагаетс€ в гетероциклах, но иногда находитс€ в боковой цепи. „аще всего алкалоиды классифицируют на основе строени€ этих гетероциклов либо в соответствии с их биогенетическими предшественниками - аминокислотами. ¬ыдел€ют следующие основные группы алкалоидов: пирролидиновые, пиридиновые, пиперидиновые, пирролизидиновые, хинолизидиновые, хиназолиновые, хинолиновые, изохинолиновые, индольные, дигидроиндольные (беталаины), имидазоловые, пуриновые, дитерпеновые, стероидные (гликоалкалоиды) и алкалоиды без гетероциклов (протоалкалоиды). ћногие из алкалоидов обладают специфическим, часто уникальным физиологическим действием и широко используютс€ в медицине. Ќекоторые алкалоиды Ч сильные €ды (например, алкалоиды кураре).

јнтраценпроизводные Ч группа природных соединений жЄлтой, оранжевой или красной окраски, в основе которых лежит структура антрацена. ќни могут иметь различную степень окисленности среднего кольца (производные антрона, антранола и антрахинона) и структуру углеродного скелета (мономерные, димерные и конденсированные соединени€). Ѕольшинство из них €вл€ютс€ производными хризацина (1,8-дигидроксиантрахинона). –еже встречаютс€ производные ализарина (1,2-дигидроксиантрахинона). ¬ растени€х производные антрацена могут находитьс€ в свободном виде (агликоны) или в виде гликозидов (антрагликозиды).

¬итанолиды Ч группа фитостероидов, получивших свое название от индийского растени€ Withania somnifera (L.) Dunal (сем. Solanaceae), из которого было выделено первое соединение этого класса - витаферин ј. ¬ насто€щее врем€ известно несколько р€дов этого класса соединений. ¬итанолиды Ч это полиоксистероиды, у которых в положении 17 находитс€ шестичленное лактонное кольцо, а в кольце ј - кетогруппа у —1. ¬ некоторых соединени€х обнаружены 4- бета- гидрокси-, 5- бета -, 6- бета -эпоксигруппировки.

√ликозиды Ч широко распространЄнные природные соединени€, распадающиес€ под вли€нием различных агентов (кислота, щелочь или фермент) на углеводную часть и агликон (генин). √ликозидна€ св€зь между сахаром и агликоном может быть образована с участием атомов ќ, N или S (ќ-, N- или S-гликозиды), а также за счЄт —-— атомов (—-гликозиды). Ќаибольшее распространение в растительном мире имеют ќ-гликозиды. ћежду собой гликозиды могут отличатьс€ как структурой агликона, так и строением сахарной цепи. ”глеводные компоненты представлены моносахаридами, дисахаридами и олигосахаридами, и соответственно гликозиды называютс€ монозидами, биозидами и олигозидами. —воеобразными группами природных соединений €вл€ютс€ цианогенные гликозиды и тиогликозиды (глюкозинолаты). ÷ианогенные гликозиды могут быть представлены как производные альфа -гидроксинитрилов, содержащих в своЄм составе синильную кислоту. Ўирокое распространение они имеют среди растений сем. Rosaceae, подсем. Prunoideae, концентриру€сь преимущественно в их семенах (например, гликозиды амигдалин и пруназин в семенах Amygdalus communis L., Armeniaca vulgaris Lam.).

“иогликозиды (глюкозинолаты) в насто€щее врем€ рассматриваютс€ в качестве производных гипотетического аниона Ч глюкозинолата, отсюда и второе название. √люкозинолаты найдены пока только у двудольных растений и характерны дл€ сем. Brassicaceae, Capparidaceae, Resedaceae и других представителей пор€дка Capparales. ¬ растени€х они содержатс€ в виде солей со щелочными металлами, чаще всего с калием (например, глюкозинолат синигрин из сем€н Brassica juncea (L.) Czern. и ¬. nigra (L.) Koch).

»зопреноиды - обширный класс природных соединений, рассматриваемых как продукты биогенного превращени€ изопрена.   ним относ€тс€ различные терпены, их производные Ч терпеноиды и стероиды. Ќекоторые изопреноиды Ч структурные фрагменты антибиотиков, некоторых витаминов, алкалоидов и гормонов животных.

“ерпены и терпеноиды Ч ненасыщенные углеводороды и их производные состава (—5Ќ8)n, где n = 2 или n > 2. ѕо числу изопреновых звеньев их дел€т нанесколько классов: моно-, сескви-, ди-, три-, тетра- и политерпеноиды.

ћонотерпеноиды (—10Ќ16) и сесквитерпеноиды (—15Ќ24) €вл€ютс€ обычными компонентами эфирных масел.   группе циклопентаноидных монотерпеноидов относ€тс€ иридоидные гликозиды (псевдоиндиканы), хорошо растворимые в воде и часто обладающие горьким вкусом. Ќазвание Ђиридоидыїсв€зано со структурным и, возможно, биогенетическим родством агликона с иридодиалем, который был получен из муравьев рода Iridomyrmex; Ђпсевдоиндиканыї Ч с образованием синей окраски в кислой среде. ѕо числу углеродных атомов скелета агликоновой части иридоидные гликозиды подраздел€ютс€ на 4 типа: —8, —9, —10 и —14. ќни присущи лишь покрытосеменным растени€м класса двудольных, и к наиболее богатым иридоидами относ€тс€ семейства Scrophulariaceae, Rubiaceae, Lamiaceае, Verbenaceae и Bignoniaceae.

ƒитерпеноиды (—20Ќ32) вход€т главным образом в состав различных смол. ќни представлены кислотами (резиноловые кислоты), спиртами (резинолы) и углеводородами (резены). –азличают собственно смолы (канифоль, даммара), масло-смолы (терпентин, канадский бальзам), камеде-смолы (гуммигут), масло-камеде-смолы (ладан, мирра, асафетида). ћасло-смолы, представл€ющие собой раствор смол в эфирном масле и содержащие кислоты бензойную и коричную, называют бальзамами. ¬ медицине примен€ют перувианский, толутанский, стираксовый бальзамы и др.

“ритерпеноиды (—30Ќ48) по преимуществу встречаютс€ в виде сапонинов, агликоны которых представлены пентациклическими (производные урсана, олеанана, лупана, гопана и др.) или тетрациклическими (производные даммарана, циклоартана, зуфана) соединени€ми.

  тетратерпеноидам (—40Ќ64) относ€тс€ жирорастворимые растительные пигменты жЄлтого, оранжевого и красного цвета - каротиноиды, предшественники витамина ј (провитамины ј). ќни дел€тс€ на каротины (ненасыщенные углеводороды, не содержащие кислорода) и ксантофиллы (кислородсодержащие каротиноиды, имеющие гидрокси-, метокси-, карбокси-, кето- и эпоксигруппы). Ўироко распространены в растени€х альфа -, бета - и гамма -каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин и др.

ѕоследнюю группу изопреноидов состава (—5Ќ8)n представл€ют политерпеноиды, к которым относ€тс€ природный каучук и гутта.

 ардиотонические гликозиды, или сердечные гликозиды, - гетерозиды, агликоны которых €вл€ютс€ стероидами, но отличаютс€ от прочих стероидов наличием в молекуле вместо боковой цепи при —17 ненасыщенного лактонного кольца: п€тичленного бутенолидного (карденолиды) или шестичленного кумалинового кольца (буфадиенолиды). ¬се агликоны кардиотонических гликозидов имеют у —3 и —14 гидроксильные группы, а у —13 - метильную. ѕри —10 может быть альфа -ориентированна€ метильна€, альдегидна€, карбинольна€ или карбоксильна€ группы.  роме того, они могут иметь дополнительные гидроксильные группы у —1, —2, —5, —11, —12 и —16; последн€€ иногда бывает ацилирована муравьиной, уксусной или изовалериановой кислотой.  ардиотонические гликозиды примен€ютс€ в медицине дл€ стимул€ции сокращений миокарда. „асть из них - диуретики.

 сантоны Ч класс фенольных соединений, имеющих структуру дибензо- гамма -пирона. ¬ качестве заместителей содержат в молекуле гидрокси-, метокси-, ацетокси-, метилендиокси- и другие радикалы. »звестны соединени€, содержащие пирановое кольцо. ќсобенностью ксантонов €вл€етс€ распространение хлорсодержащих производных.  сантоны наход€т в свободном виде и в составе ќ- и —-гликозидов. »з ксантоновых —-гликозидов наиболее известен мангиферин, который одним из первых введен в медицинскую практику.

 умарины - природные соединени€, в основе строени€ которых лежит 9,10-бензо- альфа -пирон. »х можно также рассматривать как производные кислоты орто -гидроксикоричной (орто -кумаровой). ќни классифицируютс€ на окси- и метоксипроизводные, фуро- и пиранокумарины, 3,4-бензокумарины и куместаны (куместролы).

Ћигнаны - природные фенольные вещества, производные димеров фенилпропановых единиц (—6-—3), соединенных между собой бета -углеродными атомами боковых цепей. –азнообразие лигнанов обусловлено наличием различных заместителей в бензольных кольцах и характером св€зи между ними, степенью насыщенности боковых цепей и др. ѕо структуре они дел€тс€ на несколько групп: диарилбутановый (кислота гва€ретова€), 1-фенилтетрагидронафталиновый (подофиллотоксин, пельтатины), бензилфенилтетрагидрофурановый (ларицирезинол и его глюкозид), дифенилтетрагидрофурофурановый (сезамин, сирингарезинол), дибензоциклооктановый (схизандрин, схизандрол) типы и др.

Ћигнины представл€ют собой нерегул€рные трЄхмерные полимеры, предшественниками которых служат гидроксикоричные спирты (пара -кумаровый, конифериловый и синаповый), и €вл€ютс€ строительным материалом клеточных стенок древесины. Ћигнин содержитс€ в одревесневших растительных ткан€х нар€ду с целлюлозой и гемицеллюлозами и участвует в создании опорных элементов механической ткани.

ћеланины Ч полимерные фенольные соединени€, которые в растени€х встречаютс€ спорадически и представл€ют собой наименее изученную группу природных соединений. ќкрашены они в чЄрный или чЄрно-коричневый цвет и называютс€ алломеланинами. ¬ отличие от пигментов животного происхождени€, они не содержат азота (или его очень мало). ѕри щелочном расщеплении образуют пирокатехин, протокатеховую и салициловую кислоты.

Ќафтохиноны - хиноидные пигменты растений, которые найдены в различных органах (в корн€х, древесине, коре, листь€х, плодах и реже в цветках). ¬ качестве заместителей производные 1,4-нафтохинона содержат гидроксильные, метильные, пренильные и другие группы. Ќаиболее известным €вл€етс€ красный пигмент шиконин, обнаруженный в некоторых представител€х сем. Boraginaceae (виды родов Arnebia Forrsk., Echium L., Lithospermum L. и Onosma L.).

—апонины (сапонизиды) Ч гликозиды, обладающие гемолитической и поверхностной активностью (детергенты), а также токсичностью дл€ холоднокровных животных. ¬ зависимости от строени€ агликона (сапогенина), их дел€т на стероидные и тритерпеноидные. ”глеводна€ часть сапонинов может содержать от 1 до 11 моносахаридов. Ќаиболее часто встречаютс€ D-глюкоза, D-галактоза, D-ксилоза, L-рамноза, L-арабиноза, D-галактуронова€ и D-глюкуронова€ кислоты. ќни образуют линейные или разветвленные цепи и могут присоедин€тьс€ по гидроксильной или карбоксильной группе агликона.

—тероиды Ч класс соединений, в молекуле которых присутствует циклопентанпергидрофенантреновый скелет.   стероидам относ€т стерины, витамины группы D, стероидные гормоны, агликоны стероидных сапонинов и кардиотонических гликозидов, экдизоны, витанолиды, стероидные алкалоиды.

–астительные стерины, или фитостерины, Ч спирты, содержащие 28-30 углеродных атомов.   ним принадлежат бета -ситостерин, стигмастерин, эргостерин, кампестерин, спинастерин и др. Ќекоторые из них, например бета -ситостерин, наход€т применение в медицине. ƒругие используютс€ дл€ получени€ стероидных лекарственных средств Ч стероидных гормонов, витамина D и др.

—тероидные сапонины содержат 27 атомов углерода, бокова€ цепь их образует спирокетальную систему спиростанолового или фураностанолового типов. ќдин из стероидных сапогенинов - диосгенин, выделенный из корневищ диоскореи, Ч €вл€етс€ источником дл€ получени€ важных дл€ медицины гормональных препаратов (кортизона, прогестерона).

—тильбены можно рассматривать как фенольные соединени€ с двум€ бензольными кольцами, имеющие структуру —6-—2-—6. Ёто сравнительно небольша€ группа веществ, которые встречаютс€ в основном в древесине различных видов сосны, ели, эвкалипта, €вл€ютс€ структурными элементами таннидов.

“анниды (дубильные вещества) - высокомолекул€рные соединени€ со средней молекул€рной массой пор€дка 500-5000, иногда до 20000, способные осаждать белки, алкалоиды и обладающие в€жущим вкусом. “анниды подраздел€ют на гидролизуемые, распадающиес€ в услови€х кислотного или энзиматического гидролиза на простейшие части (к ним относ€тс€ галлотаннины, эллаготаннины и несахаридные эфиры карбоновых кислот), и конденсированные, не распадающиес€ под действием кислот, а образующие продукты конденсации Ц флобафены. —труктурно они могут рассматриватьс€ как производные флаван-3-олов (катехинов), флаван-3,4-диолов (лейкоантоцианидинов) и гидроксистильбенов.

‘енольные соединени€ представл€ют собой один из наиболее распространЄнных в растительных организмах и многочисленных классов вторичных соединений с различной биологической активностью.   ним относ€тс€ вещества ароматической природы, которые содержат одну или несколько гидроксильных групп, св€занных с атомами углерода ароматического €дра. Ёти соединени€ весьма неоднородны по химическому строению, в растени€х встречаютс€ в виде мономеров, димеров, олигомеров и полимеров.

¬ основу классификации природных фенолов положен биогенетический принцип. —овременные представлени€ о биосинтезе позвол€ют разбить соединени€ фенольной природы на несколько основных групп, расположив их в пор€дке усложнени€ молекул€рной структуры.

Ќаиболее простыми €вл€ютс€ соединени€ с одним бензольным кольцом - простые фенолы, бензойные кислоты, фенолоспирты, фенилуксусные кислоты и их производные. ѕо числу ќЌ-групп различают одноатомные (фенол), двухатомные (пирокатехин, резорцин, гидрохинон) и трЄхатомные (пирогаллол, флороглюцин и др.) простые фенолы. „аще всего они наход€тс€ в св€занном виде в форме гликозидов или сложных эфиров и €вл€ютс€ структурными элементами более сложных соединений, в том числе полимерных (дубильные вещества).

Ѕолее разнообразными фенолами €вл€ютс€ производные фенилпропанового р€да (фенилпропаноиды), содержащие в структуре один или несколько фрагментов —6-—3.   простым фенилпропаноидам можно отнести гидроксикоричные спирты и кислоты, их сложные эфиры и гликозилированные формы, а также фенилпропаны и циннамоиламиды.

  соединени€м, биогенетически родственным фенилпропаноидам, относ€тс€ кумарины, флавоноиды, хромоны, димерные соединени€ Ч лигнаны и полимерные соединени€ Ч лигнины.

Ќемногочисленные группы фенилпропаноидных соединений составл€ют оригинальные комплексы, сочетающие в себе производные флавоноидов, кумаринов, ксантонов и алкалоидов с лигнанами (флаволигнаны, кумаринолигнаны, ксантолигнаны и алкалоидолигнаны). ”никальной группой биологически активных веществ €вл€ютс€ флаволигнаны Silybum marianum (L.) Gaertn. (силибин, силидианин, силикристин), которые про€вл€ют гепатозащитные свойства.

‘итонциды - это необычные соединени€ вторичного биосинтеза, продуцируемые высшими растени€ми и оказывающие вли€ние на другие организмы, главным образом микроорганизмы. Ќаиболее активные антибактериальные вещества содержатс€ в луке репчатом (Allium сера L.) и чесноке (Allium sativum L.), из последнего выделено антибиотическое соединение аллицин (производное аминокислоты аллиина).

‘лавоноиды относ€т к группе соединений со структурой —6-—3-—6, и большинство из них представл€ют собой производные 2-фенилбензопирана (флавана) или 2-фенилбензо- гамма -пирона (флавона).  лассификаци€ их основана на степени окисленности трЄхуглеродного фрагмента, положении бокового фенильного радикала, величине гетероцикла и других признаках.   производным флавана принадлежат катехины, лейкоантоцианидины и антоцианидины; к производным флавона Ч флавоны, флавонолы, флаваноны, флаванонолы.   флавоноидам относ€тс€ также ауроны (производные 2-бензофуранона или 2-бензилиден кумаранона), халконы и дигидрохалконы (соединени€ с раскрытым пирановым кольцом). ћенее распространены в природе изофлавоноиды (с фенильным радикалом у —3), неофлавоноиды (производные 4-фенилхромона), бифлавоноиды (димерные соединени€, состо€щие из св€занных —-—-св€зью флавонов, флаванонов и флавон-флаванонов).   необычным производным изофлавоноидов относ€тс€ птерокарпаны и ротеноиды, которые содержат дополнительный гетероцикл. ѕтерокарпаны привлекли к себе внимание после того, как было вы€снено, что многие из них играют роль фитоалексинов, выполн€ющих защитные функции против фитопатогенов. –отенон и близкие к нему соединени€ токсичны дл€ насекомых, поэтому €вл€ютс€ эффективными инсектицидами.

’ромоны Ч соединени€, получающиес€ в результате конденсации гамма -пиронового и бензольного колец (производные бензо- гамма -пирона). ќбычно все соединени€ этого класса имеют в положении 2 метильную или оксиметильную (ацилоксиметильную) группу.  лассифицируютс€ они по тому же принципу, что и кумарины: по числу и типу циклов, сконденсированных с хромоновым €дром (бензохромоны, фурохромоны, пиранохромоны и др.).

Ёкдистероиды Ч полиоксистероидные соединени€, обладающие активностью гормонов линьки насекомых и метаморфоза членистоногих. Ќаиболее известными природными гормонами €вл€ютс€ альфа -экдизон и бета -экдизон (экдистерон). ¬ основе строени€ экдизонов лежит стероидный скелет, где в положении 17 присоедин€етс€ алифатическа€ цепочка из 8 углеродных атомов. —огласно современным представлени€м, к истинным экдистероидам относ€тс€ все стероидные единени€, имеющие цис -сочленение колец ј и ¬, 6-кетогруппу, двойную св€зь между —7 и —8 и 14- альфа -гидроксильную группу, независимо от их активности в тесте на гормон линьки. „исло и положение других заместителей, включа€ ќЌ-группы, различны. ‘итоэкдистероиды относ€тс€ к широко распространЄнным вторичным метаболитам (установлено более 150 различных структур) и более вариабельны, чем зооэкдистероиды. ќбщее количество углеродных атомов у соединени€ данной группы может быть от 19 до 30.

Ёфирные масла Ч летучие жидкие смеси органических веществ, вырабатываемых растени€ми, обусловливающие их запах. ¬ состав эфирных масел вход€т углеводороды, спирты, сложные эфиры, кетоны, лактоны, ароматические компоненты. ѕреобладают терпеноидные соединени€ из подклассов монотерпеноидов, сесквитерпеноидов, изредка дитерпеноидов; кроме того, довольно обычны Ђароматические терпеноидыї и фенилпропаноиды. –астени€, содержащие эфирные масла (эфироносы), широко представлены в мировой флоре. ќсобенно богаты ими растени€ тропиков и сухих субтропиков.

ѕодавл€ющее большинство продуктов вторичного метаболизма может быть синтезировано чисто химическим путЄм в лаборатории, и в отдельных случа€х такой синтез оказываетс€ экономически выгодным. ќднако не следует забывать, что в фитотерапии значение имеет вс€ сумма биологических веществ, накапливающихс€ в растении. ѕоэтому сама по себе возможность синтеза не €вл€етс€ в этом смысле решающей.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-01-29; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1900 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

80% успеха - это по€витьс€ в нужном месте в нужное врем€. © ¬уди јллен
==> читать все изречени€...

411 - | 423 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.021 с.