Принципи та групи метаболітів. Закономірності будови їх аналізу структур. Фітохімія та біохімія. Процеси асиміляції та дисиміляції. Хімічна класифікація алкалоїдів та ізопреноїдів. Класифікація фенольних сполук. Мінорні групи вторинних метаболітів.
Метаболіти вторинні - сполуки, часто складного складу, які не є основними проміжними сполуками метаболізму клітини, утворюються в його тупикових гілках. Мікроорганізми утворюють вторинні метаболіти, як правило, в період уповільнення або припинення активного росту і розмноження культур. Яким би шляхом не здійснювався фотосинтез, в кінцевому підсумку він завершується накопиченням енергетично багатих запасних речовин, що складають основу для підтримки життєдіяльності клітини і в кінцевому підсумку всього багатоклітинного організму.Беруть участь у таких процесах асиміляції та дисиміляції: обміноактивні форми речовин в організмі, матеріальні носії енергії хімічних звязків, яка далі використовується як енергія рухів, процесів хімічного синтезу та розладу; первинні (умовний поділ) М. низькомолекулярні сполуки, необхідні для росту мікроорганізмів; одні з них - будівельні блоки макромолекул, інші - беруть участь у синтезі коферментів. До М. слід віднести також і речовини, які не синтезуються в організмі, а надходять до організму ззовні, напр. вітаміни та інші природні сполуки, необхідні для організму.За хімічною структурою молекули відрізнити вторинні метаболіти від первинних можна далеко не завжди. Протопанаксатріол є агликоном гінзенозідов - вторинних метаболітів женьшеню, присутніх тільки в роді Ропі і у великій мірі відповідають за його біологічну активність. У той же час структури молекул цих сполук схожі і відрізняються тільки числом і розташуванням метальних і гідроксильних груп. Структури білкових амінокислот (первинні метаболіти) і небілкових амінокислот (типові вторинні метаболіти) часто відрізняються лише наявністю або відсутністю метильної, гідроксильної небудь інший функціональної групи. На основі аналізу літератури можна сформулювати чотири ознаки вторинних метаболітів: ? присутність не у всіх рослинах;Принципи класифікації вторинних метаболітів, як і назви індивідуальних сполук, змінювалися в міру їх вивчення. Наприклад, алкалоїди - сполуки, що мають лужні властивості; сапоніни - речовини, що утворюють при струшуванні піну; гіркоти - зєднання з гірким смаком; ефірні масла - ароматні летючі вторинні метаболіти. Вторинні метаболіти отримували (і отримують) свої назви, як правило, також емпірично. Найчастіше назви походять від рослини, з якої вперше було виділено зєднання. Наприклад, алкалоїди за такою класифікацією - сполуки, що мають атом азоту в гетероцикли.При цьому деякі групи налічують по кілька тисяч індивідуальних сполук, тоді як інші - лише одиниці. Кожна з цих груп складається з кілька тисяч зєднань і підрозділяється на численні підгрупи. Кількість сполук, що входять в ці групи, коливається від одиниць до декількох сотень. Вторинні метаболіти в рослині практично ніколи не присутні в «чистому вигляді», вони, як правило, входять до складу складних сумішей.При аналізі структур вторинних метаболітів створюється враження, що їх величезна різноманітність відбувається за певною схемою. Як правило, є певна «базова» структура, на основі якої утворюються численні варіанти. Модифікації базової структури: звичайно це або приєднання, або заміна функціональних груп, зміна ступеня окислення молекули; в якості функціональних груп часто використовуються гідроксильні, метильние небудь метоксільние групи. Наприклад, для алкалоїдів характерно метоксилювання, але не гликозилирование; для ізопреоідов, навпаки, типово гликозилирование, але не метоксилювання; у фенольних сполук спостерігаються обидва типи цих модифікацій.Згідно хімічної класифікації, алкалоїди - це сполуки, що містять один або декілька атомів азоту в молекулі, що і надає їм лужні властивості. За хімічною структурою алкалоїди зазвичай поділяють на дві підгрупи: протоалкалоіди, які містять азот не в гетероцикли, і справжні алкалоїди, що містять азот в гетероциклів. Тільки деякі рослини, наприклад культивовані форми хінного дерева, можуть накопичувати до 15 - 20% алкалоїдів. Зєднання на основі тільки однієї изопренового одиниці в рослинах виявили лише порівняно недавно. Тому історично склалося, що монотерпенов назвали сполуки, що містять два ізопренові одиниці і, отже, мають загальну формулу (С5Н8) 2, тобто С10Н16.Синтез чітко спланований і обслуговується набором спеціальних ферментів, в більшості випадків досить специфічних. Синтез алкалоїдів різних груп включає однакові типи реакцій: декарбоксилювання, окислювальне дезамінування, альдольна конденсація, але для кожної групи алкалоїдів ці реакції здійснюють «власні» ферменти. У формуванні остаточної структури алкалоїду можуть брати участь додаткові вуглецеві одиниці, наприклад ацетат (у вигляді ацетил-СОА) або монотерпенові одиниця (для складних індольного алкалоїдів). Потім до геранілдіфосфату приєднується ще один ІПДФ і утворюється С15-зєднання фарнезілдіфосфат - вихідна речовина для синтезу сесквитерпеноидов. Далі фарнезілдіфосфат може або приєднати ще одну молекулу ІПДФ з утворенням геранілгеранілдіфосфата (С20-зєднання - джерело дітерпеноіди), або дімерізоваться з утворенням сквалену (С30-зєднання -
План
Зміст
Введення
1. Метаболіти
2. Ознаки вторинних метаболітів
3. Принципи класифікації вторинних метаболітів
4. Основні групи вторинних метаболітів
5. Закономірності будови вторинних метаболітів
6. Фітохімія вторинних метаболітів
7. Біохімія вторинних метаболітів
8. Речовини первинного метаболізму
Висновок
Список використаної літератури
Вывод
У результаті виконаної курсової роботи я дізнався, що таке вторинні метаболіти, а також особливості первинних метаболітів, до яких відносяться: відносна низька молекулярна маса (винятком є, наприклад, високомолекулярні поліізопреноіди: каучук, гутаперча, чикл) ; не обовязкова присутність в кожному організмі (деякі вторинні метаболіти широко поширені, так наприклад багато фенілпропаноіди зустрічаються практично у всіх рослинах); як правило, є біологічно-активними речовинами; синтезуються з первинних метаболітів.
Зазначені ознаки не є обовязковими, проте в сукупності досить чітко окреслюють коло вторинних метаболітів.
У рослин вторинні метаболіти беруть участь у взаємодії рослини з навколишнім середовищем, захисних реакціях (наприклад, отрути). До них відносяться наступні класи: алкалоїди, ізопреноїди, фенольні сполуки, мінорні сполуки (налічують 10-12 груп, зокрема: небілкові амінокислоти, біогенні аміни, ціаногенние глікозиди, глікозиди гірчичних масел (ізотіоціанати), беталаіни, ціаноліпіди, ацетогеніни, ацетиленові похідні, алліцин, ацетофенон, тіофен, незвичайні жирні кислоти, та ін.)
