Ikkilamchi metabolitlar o'simlik dunyosidagi eng muhim fiziologik faol birikmalardir. Ularning fan tomonidan o'rganilayotgan soni yil sayin ortib bormoqda. Hozirgi vaqtda barcha o'simlik turlarining taxminan 15% bu moddalar mavjudligi uchun o'rganilgan. Shuningdek, ular hayvonlar va odamlar tanasiga nisbatan yuqori biologik faollikka ega, bu ularning farmatsevtika sifatidagi salohiyatini belgilaydi.
Ikkilamchi metabolitlar nima?
Barcha tirik organizmlarning o'ziga xos xususiyati shundaki, ularda metabolizm - metabolizm mavjud. Bu birlamchi va ikkilamchi metabolitlarni hosil qiluvchi kimyoviy reaksiyalar toʻplami.
Ularning orasidagi farq shundaki, birinchisi barcha mavjudotlarga xos (oqsillar, aminokarboksilik va nuklein kislotalar, uglevodlar, purinlar, vitaminlar sintezi), ikkinchisi esa ma'lum turdagi organizmlarga xos bo'lib, ishtirok etmaydi. o'sish va ko'payish jarayonida. Biroq, ular ma'lum funktsiyalarni ham bajaradi.
Hayvonot dunyosida ikkilamchi birikmalar kamdan-kam ishlab chiqariladi, koʻpincha ular kiradio'simlik ovqatlari bilan birga tana. Bu moddalar asosan o'simliklar, zamburug'lar, gubkalar va bir hujayrali bakteriyalarda sintezlanadi.
Xususiyatlar va xususiyatlar
Biokimyoda ikkilamchi oʻsimlik metabolitlarining quyidagi asosiy belgilari ajratiladi:
- yuqori biologik faollik;
- kichik molekulyar og'irligi (2-3 kDa);
- ozgina miqdorda boshlang'ich moddalardan ishlab chiqarish (7 alkaloid uchun 5-6 aminokislotalar);
- sintez alohida o'simlik turlariga xosdir;
- tirik organizm rivojlanishining keyingi bosqichlarida shakllanishi.
Ushbu funksiyalarning har biri ixtiyoriy. Shunday qilib, ikkilamchi fenolik metabolitlar barcha o'simlik turlarida ishlab chiqariladi va tabiiy kauchuk yuqori molekulyar og'irlikka ega. O'simliklarda ikkilamchi metabolitlarning ishlab chiqarilishi faqat oqsillar, lipidlar va uglevodlar asosida turli fermentlar ta'sirida sodir bo'ladi. Bunday birikmalarning o'ziga xos sintez usuli yo'q.
Ularda quyidagi funksiyalar ham mavjud:
- zavodning turli qismlarida mavjudligi;
- to'qimalarda notekis taqsimlanish;
- ikkilamchi metabolitlarning biologik faolligini zararsizlantirish uchun hujayraning ma'lum bo'linmalarida lokalizatsiya;
- asosiy strukturaning mavjudligi (ko'pincha gidroksil, metil, metoksil guruhlari rolini bajaradi), buning asosida birikmalarning boshqa variantlari hosil bo'ladi;
- har xil turdagi struktura oʻzgarishlari;
- faol boʻlmagan, “zahira” shakliga oʻtish imkoniyati;
- metabolizmda bevosita ishtirok etmaslik.
Ikkilamchi metabolizm ko'pincha tirik organizmning o'z fermentlari va genetik materiali bilan o'zaro ta'sir qilish qobiliyati sifatida qaraladi. Ikkilamchi birikmalar hosil bo'ladigan asosiy jarayon dissimilyatsiya (birlamchi sintez mahsulotlarining parchalanishi). Bu ikkilamchi birikmalar ishlab chiqarishda ishtirok etadigan ma'lum miqdordagi energiyani chiqaradi.
Funksiyalar
Dastlab bu moddalar tirik organizmlarning keraksiz chiqindilari hisoblangan. Endi ular metabolik jarayonlarda rol o'ynashi aniqlandi:
- fenollar - fotosintez, nafas olish, elektron almashinuvi, fitohormonlar ishlab chiqarish, ildiz tizimining rivojlanishida ishtirok etish; changlatuvchi hasharotlarni jalb qilish, mikroblarga qarshi ta'sir; o'simlikning alohida qismlarini bo'yash;
- taninlar - qo'ziqorin kasalliklariga qarshilikni rivojlantirish;
- karotinoidlar - fotosintezda ishtirok etish, fotooksidlanishdan himoya;
- alkaloidlar - o'sishni tartibga solish;
- izoprenoidlar - hasharotlar, bakteriyalar, hayvonlardan himoya;
- sterollar - hujayra membranalarining o'tkazuvchanligini tartibga solish.
O'simliklardagi ikkilamchi birikmalarning asosiy vazifasi ekologikdir: zararkunandalardan, patogen mikroorganizmlardan himoya qilish,tashqi sharoitlarga moslashish. Atrof-muhit omillari har xil flora turlari uchun sezilarli darajada farq qilganligi sababli, bu birikmalarning spektri deyarli cheksizdir.
Tasniflar
Ikkilamchi metabolitlarning bir nechta tub farqli tasniflari mavjud:
- Arzimas. Moddalar o'ziga xos xususiyatlariga ko'ra guruhlarga bo'linadi (saponinlar ko'pik hosil qiladi, achchiqlar mos ta'mga ega va hokazo).
- Kimyoviy. Birikmalarning kimyoviy tuzilishi xususiyatlariga asoslanadi. Hozirda u eng keng tarqalgan. Bu tasnifning kamchiligi shundaki, bir xil guruh moddalari ishlab chiqarish usuli va xossalarida farq qilishi mumkin.
- Biokimyoviy. Ushbu turdagi tizimlashtirishning boshida biosintez usuli turadi. Bu eng ilmiy asoslangan, ammo o'simlik biokimyosi bo'yicha bilimlarning etishmasligi tufayli ushbu tasnifdan foydalanish cheklangan.
- Funktsional. U tirik organizmdagi moddalarning muayyan funktsiyalariga asoslanadi. Xuddi shu guruhda turli xil kimyoviy tuzilishga ega ikkilamchi metabolitlar bo‘lishi mumkin.
Tasniflashning murakkabligi shundaki, ikkilamchi metabolitlarning har bir guruhi boshqalar bilan chambarchas bog'liq. Shunday qilib, achchiqlar (terpenlar sinfi) glikozidlar, karotenoidlar (tetraterpenlarning hosilalari) esa vitaminlardir.
Asosiy guruhlar
Quyidagi moddalar turlari oʻsimlik hujayralarining ikkilamchi metabolitlari sifatida tasniflanadi:
- alkaloidlar (piridin,imidazol, purin, betalainlar, glikoalkaloidlar, protoalkaloidlar va boshqalar);
- antratsen hosilalari (xrizatsin, antron, alizarin va boshqa birikmalarning hosilalari);
- fitosteriodlar (witanolidlar);
- glikozidlar (monozidlar, biozidlar va oligozidlar, siyanogen glikozidlar va tioglikozidlar);
- izoprenoidlar (terpenlar va ularning hosilalari - terpenoidlar va steroidlar);
- fenol birikmalari va boshqalar.
Ushbu moddalarning aksariyati noyob xususiyatlarga ega. Shunday qilib, curare alkaloidlari eng kuchli zahar bo'lib, glikozidlarning ba'zi guruhlari aniq terapevtik ta'sirga ega va yurak etishmovchiligini davolashda ishlatiladigan dorilarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
Ilova
Ikkilamchi metabolitlar inson va hayvonlarning organlari va tizimlariga faol ta'sir ko'rsatadi, shuning uchun ular farmakologiya va veterinariya tibbiyotida keng qo'llaniladi, oziq-ovqat mahsulotlarida lazzat va xushbo'ylikni kuchaytiruvchi sifatida ishlatiladi. Ushbu moddalarni sezilarli miqdorda to'playdigan ba'zi o'simliklar texnik materiallar ishlab chiqarishda xom ashyo sifatida ishlatiladi.
Xorijda, kimyo sanoati rivojlangan mamlakatlarda, dorixonada qoʻllaniladigan barcha birikmalarning toʻrtdan bir qismi oʻsimlikdan olinadi. Ikkilamchi metabolitlarning qimmatli terapevtik ta'siri ularning xususiyatlari bilan bog'liq, masalan:
- keng koʻlamli harakatlar;
- minimal nojo'ya ta'sirlar uzoq davom etganda hamqabul qilish;
- tanaga murakkab ta'sir;
- yuqori samaradorlik.
Ushbu birikmalar hali ham yaxshi tushunilmaganligi sababli, ularning keyingi tadqiqotlari tubdan yangi farmatsevtika vositalarini yaratishga olib kelishi mumkin.
