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].

Kokaina jest metabolitem wtórnym wytwarzanym przez Erythroxylum coca

Funkcje biologiczneEdytuj

Pierwotnie 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:

KlasyfikacjaEdytuj

Najważniejsze grupy metabolitów wtórnych to[2]:

Miejsce w komórceEdytuj

W komórkach roślinnych metabolity wtórne gromadzone są w wakuoli[11].

Znaczenie dla człowiekaEdytuj

Wiele 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].

PrzypisyEdytuj

  1. 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. 
  2. 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.
  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. 
  4. 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. 
  5. 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. 
  6. 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 13601385 (ang.). 
  7. N. Stamp. Out of the quagmire of plant defense hypotheses.. „Q Rev Biol”. 78 (1), s. 23-55, Mar 2003. PMID: 12661508. 
  8. 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. 
  9. 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. 
  10. 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. 
  11. 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.