Metabolity wtórne
Metabolity wtórne – grupa związków organicznych, które nie są bezpośrednio niezbędne do wzrostu i rozwoju organizmu[1]. Synteza związków określanych jako metabolity wtórne jest charakterystyczna dla roślin wyższych[2], grzybów[3] i bakterii[4]. Poznano kilkadziesiąt tysięcy związków zaliczanych do metabolitów wtórnych[2]. Szacuje się, że może istnieć około 200 000 takich związków[5]. W przypadku niektórych związków chemicznych występujących w komórkach roślinnych, ocena czy jest on bezpośrednio niezbędny do działania organizmu jest trudna[2]. W syntezę metabolitów wtórnych zaangażowanych jest wiele tysięcy enzymów, kodowanych u poszczególnych gatunków przez około 15-25% genomu[6].
Funkcje biologiczne
edytujPierwotnie po wykryciu substancji zaliczanych do metabolitów wtórnych uważano, że są to produkty uboczne metabolizmu roślin nie pełniące żadnej funkcji biologicznej[2]. Chociaż rola niektórych z tych związków wciąż nie jest znana, większość z nich pełni funkcje takie jak obrona rośliny przed patogenami, obrona przed roślinożercami, wabienie owadów, substancje sygnałowe w interakcjach z symbiontami[7][8]. Stężenie metabolitów wtórnych w organizmie roślinnym może zmieniać się w zależności od warunków środowiska. Niektóre wytwarzane są w reakcji obronnej indukowanej zarówno przez czynniki biotyczne jak i abiotyczne[9].
Wśród metabolitów wtórnych można wyróżnić:
- repelenty żywieniowe, czyli związki odstraszające organizmy żerujące na danym organizmie[10]
- allelopatiny, czyli związki osłabiające konkurentów pokarmowych[10]
- chemoatraktanty, czyli związki przyciągające organizmy symbiotyczne np. zapylające[10]
Klasyfikacja
edytujNajważniejsze grupy metabolitów wtórnych to[2]:
- terpenoidy,
- związki fenolowe,
- flawonoidy np.: kwercetyna[10]
- niebiałkowe związki azotu.
Miejsce w komórce
edytujW komórkach roślinnych metabolity wtórne gromadzone są w wakuoli[11].
Znaczenie dla człowieka
edytujWiele z metabolitów wtórnych znalazło zastosowanie w medycynie jako składniki leków. Niektóre z terpenoidów wytwarzanych przez rośliny to silne trucizny. Pyretroidy obecne w liściach i kwiatach części gatunków wykazują działanie toksyczne wobec owadów, nie szkodząc ssakom. Estry forbolu występujące u części gatunków z rodziny Euphorbiaceae to związki toksyczne dla ssaków. Taniny, pełniące u roślin funkcję obrony przed patogenami, określane są jako garbniki i są wykorzystywane do garbowania skór. Pierwszy poznany alkaloid wyizolowany z Papaver somniferum to morfina[2].
Przypisy
edytuj- ↑ GS. FRAENKEL. The raison d'ĕtre of secondary plant substances; these odd chemicals arose as a means of protecting plants from insects and now guide insects to food.. „Science”. 129 (3361), s. 1466-70, May 1959. PMID: 13658975.
- ↑ a b c d e f Strzał Kazimierz: Procesy anaboliczne W: Fizjologia roślin (red. Kopcewicz Jan, Lewak Stanisław). Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 330-386. ISBN 83-01-13753-3.
- ↑ MR. Andersen, JB. Nielsen, A. Klitgaard, LM. Petersen i inni. Accurate prediction of secondary metabolite gene clusters in filamentous fungi.. „Proc Natl Acad Sci U S A”. 110 (1), s. E99-107, Jan 2013. DOI: 10.1073/pnas.1205532110. PMID: 23248299.
- ↑ DM. Troppens, M. Chu, LJ. Holcombe, O. Gleeson i inni. The bacterial secondary metabolite 2,4-diacetylphloroglucinol impairs mitochondrial function and affects calcium homeostasis in Neurospora crassa.. „Fungal Genet Biol”. 56, s. 135-46, Jul 2013. DOI: 10.1016/j.fgb.2013.04.006. PMID: 23624246.
- ↑ T. Hartmann. From waste products to ecochemicals: fifty years research of plant secondary metabolism.. „Phytochemistry”. 68 (22-24), s. 2831-46, 2007. DOI: 10.1016/j.phytochem.2007.09.017. PMID: 17980895.
- ↑ Eran Pichersky, David R Gang. Genetics and biochemistry of secondary metabolites in plants: an evolutionary perspective. „Trends in Plant Science”. 5 (10), s. 439–445, 2000. DOI: 10.1016/S1360-1385(00)01741-6. ISSN 1360-1385. (ang.).
- ↑ N. Stamp. Out of the quagmire of plant defense hypotheses.. „Q Rev Biol”. 78 (1), s. 23-55, Mar 2003. PMID: 12661508.
- ↑ B. Miralpeix, H. Rischer, ST. Häkkinen, A. Ritala i inni. Metabolic engineering of plant secondary products: which way forward?. „Curr Pharm Des”, Feb 2013. PMID: 23394556.
- ↑ I. Mewis, M. Schreiner, CN. Nguyen, A. Krumbein i inni. UV-B irradiation changes specifically the secondary metabolite profile in broccoli sprouts: induced signaling overlaps with defense response to biotic stressors.. „Plant Cell Physiol”. 53 (9), s. 1546-60, Sep 2012. DOI: 10.1093/pcp/pcs096. PMID: 22773681.
- ↑ a b c d Agnieszka Kobylińska, Krstana M. Janas. Kwercetyna, ważny flawonoid w życiu roślin. „Kosmos”. tom 64; numer 1 (306), s. 113-127, 2015. ISSN 0023-4249.
- ↑ Andrzej Tretyn: Podstawy strukturalno-funkcjonalne komórki roślinnej W: Fizjologia roślin (red. Kopcewicz Jan, Lewak Stanisław). Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 22-88. ISBN 83-01-13753-3.