Metaboliti vegetali secondari

I metaboliti secondari delle piante sono composti chimici sintetizzati dalle piante (cioè fitochimici) che svolgono funzioni non essenziali, quindi la loro assenza non è fatale per l'organismo, a differenza dei metaboliti primari. I metaboliti secondari sono coinvolti nelle interazioni ecologiche tra la pianta e il suo ambiente.

I diversi metaboliti secondari hanno una distribuzione limitata nel regno vegetale e alcuni si trovano solo in una singola specie o gruppo tassonomico, quindi sono spesso utili nella chemiotassonomia .

Funzione biologica

L'idoneità della maggior parte dei metaboliti secondari è stata a lungo sconosciuta. Erano visti semplicemente come i prodotti finali dei processi metabolici , senza una funzione specifica, o come rifiuti. A causa della percezione prevalente della loro insignificanza biologica, hanno tradizionalmente ricevuto poca attenzione dai botanici. Molte delle funzioni di questi metaboliti secondari sono ancora sconosciute. Alla fine del XIX ° secolo e l'inizio del XX ° secolo, dai ricercatori chimica organica iniziato a studiare queste sostanze a causa della loro importanza come medicine , veleni , aromi, adesivi , oli, cere e altri materiali nel settore industriale. Infatti, lo studio dei metaboliti secondari nelle piante ha stimolato lo sviluppo di tecniche di separazione, spettroscopia per chiarire la loro struttura e metodi sintetici che costituiscono la base della moderna chimica organica.

Studi biologici più recenti hanno dimostrato che la maggior parte dei metaboliti secondari svolge funzioni di difesa contro predatori e patogeni, agendo come agenti allelopatici (che hanno effetti su altre piante), o per attrarre impollinatori o come disperdenti di semi (Swain 1973, Levin 1976, Cronquist 1977). Il riconoscimento delle diverse proprietà biologiche di molti metaboliti secondari ha incoraggiato la ricerca su applicazioni quali farmaci, antibiotici , insetticidi ed erbicidi , e ha portato a una rivalutazione dei vari ruoli che svolgono nella fisiologia vegetale , in particolare nel contesto della interazioni ecologiche .

Classificazione

I metaboliti secondari delle piante appartengono a tre gruppi in base alla loro origine biosintetica:

1. Terpenoidi . Tutti i terpenoidi, sia quelli coinvolti nel metabolismo primario che oltre 25.000 metaboliti secondari sono derivati del composto (IPP isopentenil difosfato o 5-carbono-isopentenil difosfato) ricavata nel percorso del mevalonico . Appaiono in molti tipi di piante e hanno una significativa attività biologica (Goodwin 1971). Tra questi ci sono oli essenziali limitati a poche specie.

2. Composti fenolici e loro derivati . Oltre ottomila composti fenolici conosciuti; sono sintetizzati dalla via dello shikimato o da quella del dietil malonato .

3. Composti azotati o alcaloidi . Sono noti circa dodicimila alcaloidi che contengono uno o più atomi di azoto ; sono principalmente biosintetizzati dagli amminoacidi . Gli alcaloidi mostrano un'ampia varietà di strutture chimiche (Robinson 1981). Sono fisiologicamente attivi negli animali, anche a basse concentrazioni, e quindi hanno molti usi in medicina. Esempi noti sono la cocaina , la morfina , l' atropina , la colchicina , la chinina e la stricnina . La biosintesi dei metaboliti secondari parte dal metabolismo primario delle piante da cui si differenzia secondo le linee principali indicate nel diagramma seguente:

Poiché la differenza tra metaboliti primari e secondari è solo funzionale, cioè non si distinguono in base alle loro molecole precursori, struttura chimica o origine biosintetica, la differenza tra le rispettive vie biochimiche non è chiara e talvolta un metabolita primario può trasformarsi ed essere considerato un metabolita secondario dall'azione di un singolo enzima .

I metaboliti vegetali secondari possono essere suddivisi in categorie più piccole. Ad esempio, secondo Judd et al. , possiamo classificarli in base al loro percorso biosintetico e alla loro struttura chimica. Secondo questo criterio, oltre agli alcaloidi e ai terpenoidi, si possono distinguere i seguenti gruppi:

Betalains . Le betalaine sono pigmenti rossi e gialli presenti solo nelle Caryophyllales , ad eccezione delle famiglie Caryophyllaceae e Mlluginaceae (Clement et al. 1994). (dir.); nella maggior parte delle altre piante i pigmenti sono gli antociani ( flavonoidi ). Come altri pigmenti, attirano impollinatori e disperdenti di semi e probabilmente hanno funzioni aggiuntive, come assorbire i raggi ultravioletti e proteggere dagli erbivori.
Glucosinolati . Da questo gruppo sono derivati oli di senape , per idrolisi catalizzata da enzimi mirosinasi (Rodman 1981). Sono comparsi due volte durante l'evoluzione, tanto da essere presenti in due linee di piante prive di relazione filogenetica: tutte le Brassicales da un lato, e nelle Drypetes (famiglia Putranjivaceae Rodman et al. 1981).

Glicosidi cianogenici . Queste sostanze svolgonofunzioni di difesa, liberando dopo l' idrolisi del cianuro di idrogeno (Hegnauer 1977), un processo chiamato "Cyanogenesis". Si ritiene che alcuni tipi siano sorti più volte durante l' evoluzione , mentre altri sembrano avere un'origine evolutiva unica e si trovano solo in alcuni taxa .

Poliacetileni . Grande gruppo di metaboliti non azotati, formato dall'unione di unità di acetato nella sintesi degli acidi grassi . Si trovano in alcuni gruppi correlati di famiglie Asterid .
Antociani e altri flavonoidi . Questi sono composti fenolici solubili in acqua, presente nei vacuoli delle cellule vegetali, sintetizzati da fenilalanina e malonil-CoA . Tutti i flavonoidi condividono lo stesso percorso biosintetico, ma i prodotti finali variano ampiamente tra le diverse specie di piante e sono utili per differenziarli. Si trovano in tutti gli embriofiti . Tra le loro funzioni, le principali, tra le altre, sono la protezione dai raggi ultravioletti, la difesa dagli erbivori e la pigmentazione. I flavonoidi più conosciuti sono gli antociani , che sono pigmenti floreali in molte specie vegetali. Conosciamo più di novemila.

Note e riferimenti

(es) Questo articolo è parzialmente o interamente tratto dall'articolo di Wikipedia in spagnolo intitolato “ Metabolitos secundarios de las plantas ” ( vedi elenco degli autori ) .

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Vedi anche

link esterno

“ Metaboliti secondari nelle piante ” , su ÉcoSocioSystèmes (consultato il 15 dicembre 2016 ) .

Bibliografia

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