View
45
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY V ROSTLINÁCH. Dagmar Cett lová. Obecná charakteristika:. Obr. 1 Spektrum rostlinných barviv. sekundární metabolismus rostlin produkuje velké množství rozličných organických látek - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY V ROSTLINÁCH
Dagmar Cettlová
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Obecná charakteristika:
sekundární metabolismus rostlin produkuje velké množství rozličných
organických látek
biogeneze se odvíjí od několika málo produktů primárního metabolismu
(aminokyselin, acetylCoA, melavalonové kyseliny a šikimátová cesta)
nejsou nutné pro zajištění základních funkcí rostlinného organismu
podílí se na komunikaci rostliny s okolím
zvyšují konkurenceschopnost
vznik ekologických vazeb (rostlina-MO, rostlina-rostlina, rostlina-hmyz)
obsah specifických sek. metabolitů je vodítkem pro zařazení do systému
Obr. 1 Spektrum rostlinných barviv
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Klasifikace vybraných skupin:
základní skupiny: alkaloidy, fenolové komponenty a terpeny
ALKALOIDY:
odvozené od aminokyselin (s výjimkou terpenických a steroidních
=pseudoalkaloidy)
piperidinové a pyridinové – koniin, nikotin, tropanové alkaloidy(atropin,
hyoscyamin, skopolamin,aj.)
chinolinové – chinin – účinné antimalarikum
izochinolinové – tubokurarin, chondrodendrin aj.=kurare, alkaloidy máku
diterpenové - akonitin
ostatní: chinolizidinové, pyrrolizidinové, indolové, steroidní
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Rostlinné fenoly, polyfenoly a fenylpropa-noidy
produkty šikimátové a fenylpropanoidacetátové synthetické dráhy
funkce: stavební, strukturní, ochranné a signální (vonné, chuťové a barevné)
FLAVONOIDY:
základem flavanový cyklický skelet složený ze dvou substituovaných
benzenových kruhů a napojeného pyranového kruhu
zdroj přírodních barviv
isoflavony jsou látky s fytoestrogenními účinky (čeledě Fabaceae a
Viciaceae)
Obr. 2 Glycine max (sója luštinná)
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Rostlinné fenoly, polyfenoly a fenylpropa-noidy
TANINY (Třísloviny):
využívají se v kožedělném průmyslu a v potravinářství (zvýraznění chuti
produktů typu hroznového vína, čaje, kávy)
LIGNIN A LIGNANY:
vyztužuje a zpevňuje stěny rostlin
lignocelulózové komplexy jsou základním stavebním prvkem dřevitých
rostlin a surovinou pro papírenský průmysl
biologická funkce lignanů není plně identifikována, mají význam v obranném
systému rostlin
lignany yatein a podophyllotoxin slouží k výrobě léčiv rakoviny
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Terpeny
jejich základní jednotkou je pětiuhlíkatý izopren (podle počtu izoprenových
jednotek se klasifikují na mono-, di-, seskvi-, poly- terpeny aj.)
MONOTERPENY:
kumulují se v žlaznatých trichomech a siličných kanálcích
mezi farmaceuticky nejdůležitější látky patří: menthol, kafr, thymol
Obr. 3 Mentha piperita (máta peprná)
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Oblasti využití sekundárních metabolitů rostlin – rostlinná barviva
počátek využívání barvířských rostlin již v neolitu
středověk navazoval na antické receptury přípravy barviv (spisy Theofrasta,
Virtruvia aj.)
u nás se cech barvířský dělil na černobarvíře (černá, modrá, hnědá) a
krasobarvíře
POLYENOVÁ barviva
strukturu tvoří lineárně nenasycené konjugované uhlovodíky a jejich
deriváty s trans konfigurací dvojných vazeb
žluté barvivo lutein (E161)– měsíček l., aksamitník
karotenoidy (E160a-d)
od žluté přes oranžovou, červenou až po hnědou
kapsanthin a kapsorubin v paprice roční
a -karotenoidy v mrkvi
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Oblasti využití sekundárních metabolitů rostlin – rostlinná barviva
bixin, norbixin – zdroj trop. keř Bixa orelana (annato – koření, červené
barvivo)
krocin – zdroj šafrán setý, k barvení se používá staletí, dnes nejdražší koření
světa, produkce šafránu cca 50 tun ročně
červený karthamin – zdroj světlice barvířská (obsahuje i žluté saflominy-
barvivo saflor), jedna z nejstarších barvířských rostlin
CHINONOVÁ BARVIVA
alizarin – mořena barvířská, v závislosti na mořidle různé odstíny (červená,
fialová, oranž, hnědá), první syntetické barvivo (1868)
henna – lavsonie beztrnná, dobře absorbuje UV záření, využití v
kosmetickém průmyslu
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Oblasti využití sekundárních metabolitů rostlin – rostlinná barviva
INDOLOVÁ BARVIVA
modré barvivo indigo – zdroj indigovník barvířský, významná středověká
obchodní komodita (do Evropy dovážena po „hedvábné stezce“)
betanin – zdroj řepa, běžné potravinářské barvivo přidávané zejména do
mléčných výrobků
PYRANOVÁ barviva
antokyanidy (pelargonidin, delfinidin, myrtillin)
výsledná barva zavislá na pH (kyselé prostředí červená, př. růže, třešně,
zásadité prostředí modrá, př. květy chrpy)
anthoxanthiny – rutin, světle žlutý, zdroj pohanka, řebříček, jinan, pozitivní
vliv na cévní systém, podporuje antioxidační aktivitu vit. C
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Oblasti využití sekundárních metabolitů rostlin – farmaceuticky významné látky
léky až do 16. stol. pouze na přírodní bázi, léčiva první generace
75% současné světové populace závislé na přírodních léčivech (ve vyspělých
zemích 40% léčiv je odvozeno z přírodních zdrojů)
KOKAIN
hlavní alkaloid rodu Erythroxylum, především druhu E. coca var. coca
v medicíně se používal jako lokální anestetikum
„kaviár mezi drogami“
intoxikace se projevuje euforií, hyperaktivitou, pocitem
snadného řešení čehokoliv. Dlouhodobé užívání vede k
halucinacím a sebeklamu
nejvážnější komplikace jsou kardiovaskulární
Obr. 4 Účinky kokainu v dobové karikatuře
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Oblasti využití sekundárních metabolitů rostlin – farmaceuticky významné látky
ALKALOIDY MÁKU
zdrojem především mák setý – obsahuje alkaloidy morfin, kodein, noskapin,
další alkaloidy thebain a papaverin obsahují i ostatní druhy rodu Papaver
opium = na vzduchu zaschlá mléčná šťáva získaná nařezáváním nezralých
makovic (na 1kg surového opia je zapotřebí latexu z 20 000 makovic)
morfin – roční produkce pro lékařské využití 100t, 80% slouží k výrobě
kodeinu (léčiva tišící kašel a bolest, jeho výroba během 20. stol. strmě
rostla)
heroin – terapeuticky nevhodný, zneužíván jako silná a návyková droga,
způsobuje euforické stavy, které se časem vytrácí, což nutí narkomany
zvyšovat dávky. Problém vysokých nelegálních zisků
SEKUNDÁRNÍ METABOLITY ROSTLIN
Závěr
sekundární metabolity hrají důležitou roli v komunikaci mezi rostlinou a vnějším
prostředím
dle původu vzniku je lze zatřídit do tří základních skupin: alkaloidy, terpeny a
fenolické komponenty
člověkem zprvu využívány jako zdroj léčiv a barviv
moderní poznatky o struktuře a původu jednotlivých komponent se staly
základem výzkumu jejich dalšího využití
dnes se nabízí široké uplatnění skrze transgenní rostliny v potravinářském,
farmaceutickém průmyslu, k fytoremediaci polutanty zatíženého prostředí aj.
Recommended