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A l c a l o i d e s d e r i v a d o s d e l o s t e r p e n o s
Prof. Dr. Silva Torres Rafael
7FM1 – QFI – LA
Castro Loa Fernando Adrian
Departamento de Fitoquímica
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
F u n d a m e n t o s T e ó r i c o s
Forman parte de una gran familia de más de 12,000 metabolitos secundarios. Debido a su estructura química, se le confieren ciertas características particulares: 1) Contienen por lo menos un átomo de Nitrógeno en su molécula. 2) Tienden a ser solubles en agua (pH ácido). 3) Se les encuentra como sales orgánicas. 4) Tienen gran actividad biológica.
Alcaloides
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Molécula de Morfina
CO2 + H2O
Met
abo
lism
o
secu
nd
ario
Metab
olism
o
secun
dario
Hv
Metabolismo primario
Fotosíntesis
Glucosa
Glicólisis ATP
Acetil - CoA
Ciclo de Calvin
Ácidos Nucleicos
Aminoácidos
Proteínas
DNA - RNA
Lípidos Terpenos
Esteroides
Alcaloides
Flavonoides
Carbohidratos
Derivados constituyentes
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Clasificación y Origen
Debido a su gran abundancia, se les ha clasificado en base a su origen biogenético, dividiéndolos en: 1) Alcaloides derivados de aminoácidos. 2) Alcaloides purínicos. 3) Alcaloides derivados de los terpenos o
terpenos aminados. 4) Alcaloides policétidos.
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Debido a su naturaleza química se les clasifica en: 1) Alcaloides monoterpénicos (AMIs) 2) Alcaloides sesquiterpénicos 3) Alcaloides Diterpénicos 4) Alcaloides de Daphniphyllum sp. 5) Alcaloides esteroidales
Alcaloides derivados de los terpenos o terpenos aminados
Molécula de Aconitina
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
1) Alcaloides monoterpen-indolicos (AMIs)
Los alcaloides derivados de terpenos más representativos son los alcaloides monoterpen-indolicos (AMIs). Este tipo de alcaloides se han encontrado en varias familias vegetales, principalmente en las Apocináceas, Loganiáceas, Nissáceas y Rubiáceas. Entre las plantas más conocidas y estudiadas que producen AMIs se tienen: Catharanthus roseus, Tabernaemontana divaricata y Rauvolfia serpentina .
Catharanthus roseus
Tabernaemontana divaricata
Rauvolfia serpentina .
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Entre los alcaloides más importantes producidos por C. roseus están los del tipo bisindólico que incluyen a la Vinblastina, la Vincristina, la Ajmalicina y la Serpentina.
Catharanthus roseus
Molécula de Vinblastina
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
2) Alcaloides Sesquiterpénicos
No son tan representativos, Las plantas representantes que contienen este tipo de alcaloides son las orquídeas, tales como: Dendrobium nobile: El compuesto aislado es la Dendrobina, usado como analgésico ligero e hipotensor. Nuphar luteum y Nymphaea alba: Son plantas acuáticas flotantes, el rizoma de estas plantas contienen Deoxinufaridina y Nufamina, usadas como antiséptico y como sedativo - afrodisiaco No tiene aplicaciones farmacológicas importantes, ya que llegan a ser muy tóxicos.
Dendrobium nobile
Nuphar luteum
Nymphaea alba.
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
3) Alcaloides Diterpénicos
Son generalmente aislados de familias como las Ranunculaceas y de Rosaceas, se caracterizan por su alta toxicidad, su estructura comprende esqueletos de 19 Carbonos (Norditerpenos) y de 20 Carbonos (Diterpenos). Los alcaloides norditerpénicos se encuentran en plantas como Aconitum napellus, la cual es usada como veneno de flechas. Los alcaloides diterpénicos se encuentran en plantas como Aconitum heterophyllum o en la familia de las Cassalpinaceas y son altamente tóxicos.
Aconitum napellus
Aconitum heterophyllum
Molécula de Aconitina
Molécula de Atisina
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
4) Alcaloides de Daphniphyllum sp.
Este tipo de alcaloides se han encontrado en especies de Daphniphyllum, tienen como principal característica presentar un sistema policíclico muy complejo. Se usa tradicionalmente para el tratamiento del asma.
Entre los principales alcaloides obtenidos de estas especies, se encuentran:
• Dafnifilina • Secodafnifilina • Yuzurimina
Daphniphyllum macropodum
Molécula de Yuzurimina
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
5) Alcaloides Esteroidales
Los alcaloides esteroidales se dividen en: • Alcaloides Aminopregnanos: Su estructura posee 21 Carbonos. • Alcaloides Cicloartenoloides: Su estructura posee 24 Carbonos.
• Alcaloides Esteroidales: Su estructura posee 27 Carbonos.
Hoya merrillii
Buxus balearica
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Alcaloides Aminopregnanos Su estructura posee 21 Carbonos. Son derivados del pregnano, donde el nitrógeno puede ser intra o extracíclico. Son compuestos característicos de los géneros de Apocynaceaes.
Apocynaceae plumeria.
Núcleo pregnano
Holaphilina
Conesina
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Alcaloides Cicloartenoloides
Su estructura posee 24 Carbonos. Son derivados del cicloartenol, y se le encuentran en la Familia Buxaceae y molecularmente son dinitrogenados en los carbonos 3 y 20.
Sarcococca humilis
Núcleo de cicloartenol
Ciclobuxina
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Alcaloides Esteroidales Su estructura posee 27 Carbonos. Están estrechamente aparentados con las sapogeninas esteroidales, sin embargo su actividad es muy toxica en SNC y sistema cardiovascular. Se pueden encontrar en las familias Solanaceae y Liliaceae.
Solanum dulcamara
Solanidina
Lilium candidum
Solasodina
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
B i o s í n t e s i s
Su biosíntesis es bastante compleja, ya que se requiere la combinación de dos vías, cuando se realiza dicha combinación, la síntesis de estos
metabolitos es un 0.005% del total de metabolitos presentes en la planta.
Biosíntesis
Vía Terpénica Vía Indólica
Alcaloides derivados de los terpenos o terpenos aminados
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Cloroplasto
Vacuola
Vía Terpénica Vía Indólica
Vía de la 1-Desoxi-D-xilulosa-5-fosfato
(Vía de condensación de Piruvato -
Gliceraldehido-3P) Vía del Mevalonato
Acetil-CoA
Ácido mevalónico Isopentanil Difosfato (IPP)
Geraniol
Secologanina Vía del Ácido
Shikímico
Formación de aminoácidos aromáticos
Fenilalanina
Tirosina
Triptófano
Estrictosidina aglicona (Glucoalcaloide precursor de 200
alcaloides terpénicos)
Geraniol 10-hidroxilasa O2
Sistema de retroalimentación 1) ↑ PO4
2- ↓Alcaloides 2) ↑Alcaloides ↑Alcaloides 3) ↑Geraniol 10-Hidroxilasa
↑Alcaloides
Estrictosidina sintasa
Alcaloides Monómericos
Alcaloides Diméricos
Alcaloides Poliméricos
U s o s d e l o s a l c a l o i d e s
d e r i v a d o s d e t e r p e n o s
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
A l c a l o i d e s
F i t o q u í m i c a
Agentes anticancerígenos.
Tratamiento de la leucemia.
Agentes antihipertensivos y antiarrítmicos.
Efectos varios sobre SNC.
Usos de alcaloides derivados de los terpenos
B i b l i o g r a f í a y R e f e r e n c i a s
J. Azcón - Bieto, M. Talón, Fundamentos de Fisiología Vegetal. Madrid: McGraw-Hill Interamericana.
Artículo de metabolismo secundario de las plantas [ Adolfo Ávalos García & Elena Pérez Urria Carril ]
Artículo de Biosíntesis de Alcaloides Indólicos [Víctor M Loyola Vargas et al.]
Audersik – Byers , Biología Ciencia y Naturaleza, Ed. Pearson Prentice Hall, México
Jean Brineton, Éléments de Phytochimie et de Pharmacognosie., Ed. Lavoisier Tec & Doc.
Héctor Murillo, Química Orgánica, Editorial ECLALSA, Salvador Alvarado 105, Tacubaya México D.F 1978
Universidad de Sevilla: Biosíntesis de Terpenos
Alvin Nason, Biología ‘’Bioquímica de los Organismos Fotosintéticos’’ , Ed. Limusa México 1960
Universidad de Antioquia: Alcaloides
F i t o q u í m i c a
Deanna Marcano y Masahisa, Fitoquímica Orgánica, Universidad central de Venezuela.
A l c a l o i d e s d e r i v a d o s d e l o s t e r p e n o s
Mapa mental
Requiere que se de la unión de dos vías:
Vía Terpénica
Tiene como fin, dar Secologanina, metabolito alterno de la Vía del Mevalonato.
Vía Indólica
Tiene como fin, dar Triptófano, metabolito primario que provee el anillo base de
Indól al alcaloide derivado de los terpenos.
Biosíntesis
Usos
Agentes anticancerígenos.
Tratamiento de la leucemia.
Agentes antihipertensivos y antiarrítmicos.
Efectos varios sobre SNC.
Historia
Friedrich Wilhelm Meissner en 1819: Alcali.
Königs: propuso que eran compuestos básicos relacionados
a la piridina. Guereschi: Base de origen vegetal.
Winterstein y Trier en 1910: Compuestos con Nitrógeno
provenientes de cualquier ser vivo.
1
2 3
4
Clasificación
1) Alcaloides monoterpénicos (AMIs): Entre los alcaloides más importantes están los del tipo bisindólico como la Vinblastina, la Vincristina, la Ajmalicina y la Serpentina.
2) Alcaloides sesquiterpénicos: Las plantas representantes que contienen este tipo de alcaloides son las orquídeas, sin embargo no tienen un uso farmacológico ni clínico ya que estos compuestos llegan a ser muy tóxicos.
3) Alcaloides Diterpénicos: Pueden ser Norditerpenos (19 C) y Diterpenos (20 C). Son altamente tóxicos y venenosos.
4) Alcaloides de Daphniphyllum sp.: Tienen como característica principal, presentar un sistema policíclico muy complejo. Tienen aplicaciones muy limitadas, su uso es totalmente tradicional.
5) Alcaloides esteroidales: Se dividen en: • A. Aminopregnanos: 21 C. Derivados del núcleo
de pregnano. N puede ser intra o extracíclico. • A. Cicloartenoloides: 24 C. Derivados del
cicloartenol. Son dinitrogenados en C3 y C20. • A. Esteroidales: 27 C. Aparentados con las
sapogeninas esteroidales. Su actividad es muy toxica en SNC y sistema cardiovascular.