másodlagos metabolitok a növényekben

fotó: pashabo

a másodlagos metabolitok olyan növények által termelt vegyi anyagok, amelyeknek még nem találtak szerepet a növekedésben, a fotoszintézisben, a szaporodásban vagy más “elsődleges” funkciókban. Ezek a vegyi anyagok rendkívül változatosak; sok ezret azonosítottak több fő osztályban. Minden növénycsalád, nemzetség és faj ezeknek a vegyi anyagoknak a jellegzetes keverékét hozza létre, és néha taxonómiai karakterként használhatók a növények osztályozásában. Az emberek ezen vegyületek egy részét gyógyszerként használják, aromák, vagy szabadidős gyógyszerek.

a másodlagos metabolitokat a kémiai szerkezet (például gyűrűs, cukrot tartalmazó), összetétel (nitrogént tartalmazó vagy nem tartalmazó), különböző oldószerekben való oldhatóságuk vagy szintetizálásuk módja (például fenilpropanoid, amely tanninokat termel) alapján lehet osztályozni. Az egyszerű osztályozás három fő csoportot foglal magában: a terpének (mevalonsavból készülnek, szinte teljes egészében szénből és hidrogénből állnak), fenolok (egyszerű cukrokból készülnek, benzolgyűrűket, hidrogént és oxigént tartalmaznak) és nitrogéntartalmú vegyületek (rendkívül változatosak, ként is tartalmazhatnak).

a növény elsődleges funkciójának nyilvánvaló hiánya, valamint az a megfigyelés, hogy sok másodlagos metabolit specifikus negatív hatással van más organizmusokra , például növényevőkre és kórokozókra, ahhoz a hipotézishez vezet, hogy védőértékük miatt fejlődtek ki. Sok másodlagos metabolit mérgező vagy rovarriasztó a növényevőkre és a mikrobákra, és segít megvédeni az őket termelő növényeket. A termelés növekszik, ha egy növényt növényevők vagy kórokozók támadnak meg. Egyes vegyületek a levegőbe kerülnek, amikor a növényeket rovarok támadják meg; ezek a vegyületek vonzzák a parazitákat és ragadozókat, amelyek megölik a növényevőket. A legújabb kutatások egyre több elsődleges szerepet azonosítanak ezeknek a vegyi anyagoknak a növényekben, mint jelek , antioxidánsok és egyéb funkciók, így a “másodlagos” nem lehet pontos leírás a jövőben.

néhány másodlagos metabolit fogyasztása súlyos következményekkel járhat. Az alkaloidok blokkolhatják az ioncsatornákat, gátolhatják az enzimeket, vagy zavarhatják a neurotranszmissziót , hallucinációkat, koordinációvesztést, görcsöket, hányást és halált okozva. Néhány fenolos zavarja az emésztést, a lassú növekedést, blokkolja az enzimaktivitást és a sejtosztódást, vagy csak szörnyű ízű.

a legtöbb növényevő és növényi kórokozó olyan mechanizmusokkal rendelkezik, amelyek enyhítik a növényi metabolitok hatásait, ami evolúciós asszociációkhoz vezet a kártevők és növények bizonyos csoportjai között. Néhány növényevő (például a monarch butterfly) képes tárolni (megkötni) a növényi toxinokat és védelmet szerezni ellenségeikkel szemben. A másodlagos metabolitok szintén gátolhatják a versenytárs növények növekedését (allelopathia). A pigmentek (például a terpenoid karotinok, a fenolok és a flavonoidok) színezik a virágokat, és a terpén és fenolos szagokkal együtt vonzzák a beporzókat.

a másodlagos vegyi anyagok fontosak az emberek által használt növényekben. A legtöbb gyógyszer növényi kémiai szerkezeteken alapul, és a másodlagos metabolitokat széles körben használják a kikapcsolódásra és a stimulációra (az alkaloidok nikotin és kokain; a terpén kannabinol). Az ilyen növényhasználat tanulmányozását etnofarmakológiának nevezik. A pszichoaktív növényi vegyi anyagok központi szerepet játszanak egyes vallásokban, és a másodlagos vegyületek ízei alakítják az étkezési preferenciáinkat. A káposzta és a rokonok jellegzetes ízeit és aromáját a következők okozzák

nitrogén – és kéntartalmú vegyi anyagok, glükozinolátok, amelyek megvédik ezeket a növényeket sok ellenségtől. A bor és a csokoládé fanyarsága a tanninokból származik. A fűszerek és egyéb fűszerek használata kombinált felhasználásukból tartósítószerként (mivel antibiotikum) és aromaanyagként fejlődött ki.