المستقلبات الثانوية هي أهم المركبات النشطة من الناحية الفسيولوجية في عالم النبات. عددهم ، الذي يدرسه العلم ، يتزايد كل عام. في الوقت الحالي ، تمت دراسة حوالي 15 ٪ من جميع الأنواع النباتية لوجود هذه المواد. لديهم أيضًا نشاط بيولوجي مرتفع فيما يتعلق بجسم الحيوانات والبشر ، مما يحدد إمكاناتهم كأدوية.
ما هي المستقلبات الثانوية؟
السمة المميزة لجميع الكائنات الحية هي أنها تتمتع بعملية التمثيل الغذائي - التمثيل الغذائي. إنها مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تنتج مستقلبات أولية وثانوية.
الاختلاف بينهما هو أن الأول هو سمة لجميع المخلوقات (تخليق البروتينات والأحماض الأمينية الكربوكسيلية والنووية والكربوهيدرات والبيورينات والفيتامينات) ، في حين أن الأخيرة مميزة لأنواع معينة من الكائنات الحية ولا تشارك في عملية النمو والتكاثر. ومع ذلك ، فإنها تؤدي أيضًا وظائف معينة.
في عالم الحيوان ، نادرًا ما يتم إنتاج المركبات الثانوية ، وغالبًا ما تدخلالجسم جنبا إلى جنب مع الأطعمة النباتية. يتم تصنيع هذه المواد بشكل رئيسي في النباتات والفطريات والإسفنج والبكتيريا وحيدة الخلية.
الميزات والميزات
في الكيمياء الحيوية ، يتم تمييز العلامات الرئيسية التالية للأيضات النباتية الثانوية:
- نشاط بيولوجي مرتفع ؛
- وزن جزيئي صغير (2-3 كيلو دالتون) ؛
- الإنتاج من كمية صغيرة من المواد الأولية (5-6 أحماض أمينية لـ 7 قلويدات) ؛
- التوليف متأصل في الأنواع النباتية الفردية ؛
- التكوين في مراحل لاحقة من تطور كائن حي.
أي من هذه الميزات اختيارية. وبالتالي ، يتم إنتاج المستقلبات الفينولية الثانوية في جميع الأنواع النباتية ، والمطاط الطبيعي له وزن جزيئي مرتفع. يحدث إنتاج المستقلبات الثانوية في النباتات فقط على أساس البروتينات والدهون والكربوهيدرات تحت تأثير الإنزيمات المختلفة. مثل هذه المركبات ليس لها طريقتها الخاصة في التوليف.
لديهم أيضًا الميزات التالية:
- التواجد في أجزاء مختلفة من المصنع ؛
- توزيع غير متساوٍ في الأنسجة ؛
- توطين في أجزاء معينة من الخلية لتحييد النشاط البيولوجي للأيضات الثانوية ؛
- وجود بنية أساسية (غالبًا ما تعمل مجموعات الهيدروكسيل والميثيل والميثوكسيل في دورها) ، والتي على أساسها يتم تشكيل المتغيرات الأخرى من المركبات ؛
- أنواع مختلفة من تغييرات الهيكل ؛
- القدرة على التبديل إلى نموذج "احتياطي" غير نشط ؛
- قلة المشاركة المباشرة في التمثيل الغذائي.
غالبًا ما يُنظر إلى التمثيل الغذائي الثانوي على أنه قدرة الكائن الحي على التفاعل مع إنزيماته والمواد الوراثية الخاصة به. العملية الرئيسية ، نتيجة لتكوين المركبات الثانوية ، هي التبديد (تحلل نواتج التوليف الأولي). هذا يطلق كمية معينة من الطاقة ، والتي تشارك في إنتاج المركبات الثانوية.
وظائف
في البداية ، كانت هذه المواد تعتبر نفايات غير ضرورية للكائنات الحية. ثبت الآن أنهم يلعبون دورًا في عمليات التمثيل الغذائي:
- الفينولات - المشاركة في التمثيل الضوئي ، التنفس ، نقل الإلكترون ، إنتاج الهرمونات النباتية ، تطوير نظام الجذر ؛ جذب الحشرات الملقحة ، ومضادات الميكروبات. تلوين الأجزاء الفردية من النبات ؛
- العفص - تطوير مقاومة للأمراض الفطرية ؛
- الكاروتينات - المشاركة في التمثيل الضوئي والحماية من الأكسدة الضوئية ؛
- قلويدات - تنظيم النمو ؛
- isoprenoids - الحماية ضد الحشرات والبكتيريا والحيوانات ؛
- ستيرولات - تنظيم نفاذية غشاء الخلية.
الوظيفة الرئيسية للمركبات الثانوية في النباتات هي البيئة: الحماية من الآفات ، الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض ،التكيف مع الظروف الخارجية. نظرًا لاختلاف العوامل البيئية اختلافًا كبيرًا في الأنواع المختلفة من النباتات ، فإن طيف هذه المركبات لا حدود له تقريبًا.
التصنيفات
هناك عدة تصنيفات مختلفة اختلافًا جوهريًا عن المستقلبات الثانوية:
- تافه. يتم تقسيم المواد إلى مجموعات وفقًا لخصائصها المحددة (تشكل الصابونين رغوة ، والمر له طعم مناسب ، وما إلى ذلك).
- كيميائي. بناءً على خصائص التركيب الكيميائي للمركبات. إنه حاليًا الأكثر شيوعًا. عيب هذا التصنيف هو أن المواد من نفس المجموعة قد تختلف في طريقة الإنتاج وخصائصه.
- الكيمياء الحيوية. على رأس هذا النوع من التنظيم هو طريقة التخليق الحيوي. إنه الأكثر إثباتًا علميًا ، ولكن بسبب نقص المعرفة بالكيمياء الحيوية للنبات ، فإن استخدام هذا التصنيف محدود.
- وظيفية. يعتمد على وظائف معينة للمواد في كائن حي. قد تحتوي نفس المجموعة على مستقلبات ثانوية بتراكيب كيميائية مختلفة.
يكمن تعقيد التصنيف في حقيقة أن كل مجموعة من المستقلبات الثانوية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمستقلبات الأخرى. وهكذا ، فإن المر (صنف من التربينات) عبارة عن جليكوسيدات ، والكاروتينات (مشتقات رباعي الأسطوانات) هي فيتامينات.
المجموعات الرئيسية
الأنواع التالية من المواد مصنفة كمستقلبات ثانوية للخلايا النباتية:
- قلويدات (بيريدين ،إيميدازول ، بيورين ، بيتالين ، جليكوالكالويدس ، بروتوالكالويدس وغيرها) ؛
- مشتقات الأنثراسين (مشتقات الكريزاسين والأنثرون والأليزارين ومركبات أخرى) ؛
- phytosteriods (withanolides) ؛
- جليكوسيدات (monosides ، biosides و oligosides ، cyanogenic glycosides و thioglycosides) ؛
- isoprenoids (التربينات ومشتقاتها - التربينويدات والمنشطات) ؛
- مركبات فينولية و غيرها
العديد من هذه المواد لها خصائص فريدة. لذا ، فإن قلويدات curare هي أقوى سموم ، وبعض مجموعات الجليكوسيدات لها تأثير علاجي واضح وتستخدم لصنع الأدوية المستخدمة في علاج قصور القلب.
التطبيق
المستقلبات الثانوية لها تأثير نشط على أعضاء وأنظمة الإنسان والحيوان ، لذلك فهي تستخدم على نطاق واسع في علم الأدوية والطب البيطري ، وتستخدم كمقويات للنكهة والرائحة في المنتجات الغذائية. تستخدم بعض المصانع التي تتراكم هذه المواد بكميات كبيرة كمواد خام في إنتاج المواد التقنية.
في الخارج ، في البلدان التي لديها صناعة كيميائية متطورة ، ما يقرب من ربع جميع المركبات المستخدمة في الصيدلة من أصل نباتي. يرتبط التأثير العلاجي القيم للمستقلبات الثانوية بخصائصها مثل:
- مجموعة واسعة من الإجراءات
- الحد الأدنى من الآثار الجانبية حتى مع فترات طويلةالاستقبال ؛
- تأثير معقد على الجسم ؛
- كفاءة عالية
نظرًا لأن هذه المركبات لا تزال غير مفهومة جيدًا ، فقد تؤدي أبحاثهم الإضافية إلى إنشاء مستحضرات صيدلانية جديدة بشكل أساسي.
