A növények által termelt anyagok csoportosítása • Primer VS szekunder – Klasszikus, (bizonyos értelemben túlhaladott), de még mindig gyakran használt osztályozás.
Növényi bioszintézis A gyógynövények hatásaiért felelıs vegyületek biogenetikai rendszere
• Univerzális VS speciális – Nagyon jól definiált osztályozás – valamilyen taxonómiai egység megadását feltételezi
2009-02-27 1
Primer és szekunder anyagok • Primer
Primer és szekunder anyagok • Primer
• Szekunder
– Minden sejtben szintézisre kerül, így vsz. az élethez „nélkülözhetetlen”
– Nem nélkülözhetetlen (közvetetten hozzájárul a termelı szervezet „jólétéhez”)
– Minden növényben szintézisre kerülnek
– Nem minden növényfaj gyártja – (az adott molekulált ill. kémiai-bioszintetikus rokonait) – Gyártásuk, metabolizmusuk nem minden esetben történik meg
2
– – – –
• Szekunder
Szénhidrátok Zsírok Aminosavak, fehérjék Nukleinsavak
– Nem táplálék jellegő vegyületek, melyek a környezet más fajainak biológiáját szabályozzák – Csoportosításuk általában biogenetikai osztályokba történik – A bioszintézis utak kezdeti szakasza minden növényben elıfordul
Növényi szterolok (membrán) Karotinoidok (PS) Flavonoidok (UV)
3
Speciális és univerzális vegyületek
Gyógynövények és anyagaik
•
Taxonómiai szintek megadásával van értelme (dinamikus kategória)
•
Adott vegyület akkor univerzális egy taxonban (ti. chemovar., cultivar., faj, család, stb.), ha a taxon minden egyedében végbemegy a képzése Adott vegyület akkor speciális egy taxonban ha annak kisebb részegységén belül keletkezik csak
• •
Vannak az összes növényre nézve univerzális anyagok (klorofillek, stb.)
•
Adott taxon speciális anyagai a résztaxonok univerzális anyagai lehetnek
4
• Azon drogokat használjuk a gyógyászatban, amelyekben adott aktív komponensek (speciális anyagcseretermékek ill. „szekunder metabolitok”) felhalmozódnak és aktív, hatást kiváltó (ill. iparilag gazdaságosan kinyerhetı) koncentrációban jelen vannak. • Az aktív mennyiség vegyületenként nagyon változó.
5
6
1
Bioszintézis
Szénvázak I.
•
Adott vegyületek bioszintetikusan, ill. váz vagy szénváz alapján csoportosíthatóak, egymásból levezethetıek
•
Váz:
O
– adott vegyületcsoportra C-C (+O,N,S stb.) jellemzı váz, a telítetlenségekkel, aromacitásokkal stb. együtt, ami „kiegészülhet” funkciós csoportokkal a vázakat alkotó elemek változása nélkül – Ilyen funkciós csoportok: -OH, -OCH3, =O, -NH2, és még sok más, köztük olyanok is, amelyek elıbbieken keresztül kapcsolódnak az alapvázhoz.
•
OH
Szénváz: – A fent említett „váz” csak szén-szén kapcsolatokból álló része, heteroatomok nélkül – „~án”-vázak esetében csak a ciklizációk, konfigurációk stb. részei az alkán jellegő telített szénváznak – Általában a heteroatomos győrőt nem tartalmazó komponenseknél van értelme (terpenoidok egy része)
O O
marrubiin
Szénváz (telítetlenségekkel)
Teljes molekula
Szénváz (labdán váz)
7
8
Szénvázak II.
Szénvázak III. O
O HO
O
O OH
O O
OH
O
OH HO OH O
O
O
O
HO
O
O
O O
O
O
O
HO
O
valtrátum
OH
O O
O
aglikon
Teljes molekula
OH
HO
OH
9
Szénvázak IV.
O
O
O
Szénváz (oleánánváz)
OH
O
(teljes molekula)
glicirrhizinsav
HO
O
O
O
HO
váz
Szénváz (iridán váz)
10
Gyakori építıkövek
HO OH
• C5 egység - terpenoidok
O O
HO
O
HO
O
Apigenin-5-O-Glc (teljes molekula)
HO OH
O
• C6C3 egység – cinnamoidok • C6C1 egység - benzoesavszármazékok
O
Apigenin (aglikon)
• C2 egység – acetil-CoA eredető, poliketidek
OH
O
• C6C2N1 – Phe • C4N - Ornitin • C5N – Lys stb. eredető alkaloidok
O
Váz (Flavon)
Szénváz (E molekulacsoportnál NEM használatos) 11
12
2
Gyakori építıkövek
Gyakori építıkövek OH
Az oxidációs, telítettségi stb. foktól függetlenül sok molekulában felfedezhetıek a szénvázak O CH2
O
O
OH
OH
OH
HO
HO
O O HO
OH OH
OCH3
mentol
∆9-THCA
eugenol
rozmarinsav
C6C3
2x C6C3
OH
3xC5
2xC5
2xC5+6xC2
O
apigenin
∆9-tetrahidro-kannabinolsav
bizabolol-A OH
OCH3
CH3
O
OH
C6C3 + 3xC2
13
14
Bioszintézis • A vegyületek bioszintézise során gyakori lépések: – – – – – –
Oxidáció, redukció (CH2 ↔ CH-OH ↔ C=O (láncvégen ↔ COOH)) Telített↔telítetlen C átalakítások (CH2-CH2 ↔ CH=CH ↔ C≡C) C-C kötés kialakítása (ciklizáció) Észteresítés (acilezés) (elsısorban O- atomon) Cukor rákapcsolása (glikoziláció) (elsısorban O- atomon) Transzaminálás (C=O ↔ C-NH2)
Bioszintetikus útvonalak
• Ritkán az alábbi lépések is elıfordulnak: – Láncrövidülés (a szénváz rövidítése) – Láncközi C-C kötés bontása (lánchasítás) – Metil (esetleg nagyobb) csoportok vándorlása ilyenkor a váz (részben) felismerhetetlenné válhat! (pl. szeszkvi-, és triterpének) 15
16
Calvin ciklus – áttekintés, fázisok
A Calvin-ciklus és jelentısége
O-(P)
ribulóz 1,5-di(P)
• Az itt keletkezett anyagok (glükóz és a többi szénhidrát) jelentik kiindulását a többi molekulacsaládnak
CO2
O
3-foszfo-glicerát OH
O H H
HO
OH OH
ATP, NADPH/H+
O-(P)
CO2 fixálás O-(P)
redukció
• Tkp. A Földön ez az élet alapja
ADP, NADP
O
regenerálás
HO
OH O
O-(P)
O-(P)
"trióz-(P)" = glicerinaldehid-(P) / dihidroxi-aceton-(P) nettó termék 17
18
3
Calvin ciklus
Calvin ciklus - regenerálás
Fixáció O-(P) O
H
O
O
H2O
OH
OH
H
O
OH
Fruktóz-6-(P)
OH
(P)-O
O-(P)
Fruktóz-1,6-bisz(P)
OH
H
OH
H
OH O-(P)
O-(P)
OH
(P)-O
OH H
OH
dihidroxi-aceton-(P)
OH
CO2
(P)-O
H
glicerin-aldehid-(P)
glicerin-aldehid-(P)
O OH O-(P)
ribulóz 1,5-di(P)
(enolforma)
dihidroxi-aceton-(P) Eritróz-4-(P)
3-foszfo-glicerát
Xilulóz-5-(P)
Redukció
OH
NADPH + H+ NADP+
H
O
OH O-(P)
3-foszfo-glicerát
OH
HO
O
OH O-(P)
ADP
ribulóz-5-(P)
O
H
O
O-(P)
P
1,3-biszfoszfo-glicerát
glicerin-aldehid-(P)
szeduheptulóz-1,7-bisz(P)
O-(P)
ATP
ribóz-5-(P)
O-(P)
Xilulóz-5-(P)
dihidroxi-aceton-(P)
glicerin-aldehid-(P)
19
20
CO2
Calvin ciklus – nettó termelés 8 ADP + 8 P O
9 ATP
3C 3 CO2
3 CO2
O-(P)
A biogenetikai utak kapcsolatrendszere
Calvin-ciklus
HO
(pentóz-foszfát
6 x 3C = 18C
6 NADPH + H+
6 NADP + 3 H2O
ciklus) sikimsav útvonal
6 3-foszfo-glicerát
3 x 5C = 15C
Eri-4-P
SZÉNHIDRÁTOK
FENOLOS Anyagok (Fenoloidok)
3 ribulóz 1,5-di(P) CO2 fixálás
glükóz
redukció
glükolízis
6 x 3C = 18C "trióz-(P)" = regenerálás
PEP
glicerinaldehid-(P) / dihidroxi-aceton-(P) 15 C
3C
POLIKETIDEK
nettó termék 21
• zsírsavak, stb. is
acetil-CoA
N-tartalmú vegyületek
•
Di-, és oligoszaharidok – Egyes családok tartaléktápanyagai
(azotoidok)
CoA
Monoszaharidok – Kevés növényben (drogban) halmozódnak fel ilyen formában – Mannitol - Oleaceae fajokban - Manna – Szorbitol - Rosaceae gyülmölcsök
malonil-CoA
aceto-acetil-
22
I. Szaharidok
piruvát
TERPENOIDOK (szteroidok is)
piruvát
acetil-CoA
A biogenetikai utak kapcsolatrendszere II. POLIKETIDEK
malonil-CoA
zsírsavak, stb. is
•
Poliszaharidok – Különbözı szerkezető nyálkák
citrátkör
aminosavak
•
Szaharid származékok – Ciklitolok (mio-inozitol) – Savak (aszkorbinsav)
terminális oxidáció 23
24
4
Monoszaharidok - példák OH O
HO HO
HO HO
OHOH OH
O HO HO
OH
HO
OH O OH
O
O
OH
HO
OHOH OH
O
OH OH
•
– Asteraceae gyökerekben (Taraxaci radix, Bardanae radix, Cichorii radix, és számos más, ehetı növényben is) O
CH3 OH OHOH
OH OH OH O
H3C
OH
HO
D-Xilóz (Xyl)
O
•
OH OH
L-Ramnóz (Rha)
25
26
Szaharid-tartalmú drogok hatásai - a teljesség igénye nélkül • Monoszaharidok, fıleg hexitolok:
Glc, GlcA, Man, Gal, Rha, Ara, Xyl, stb.
– Emészthetetlen monoszacharidok – Laxans hatás
– Iridoidok : Glc – Triterpén szaponinok – Flavonoid glikozidok
•
Nyálkák – Gyakori komponensek: Ara, Glc, Gal, Xyl, Rha – Galaktomannánok - Fabaceae - Trigonellae foeni-graeci semen, Cyamopsidis tetragonolobae semen, stb. – speciális hatás – Egyéb - Malvaceae és rokon növények (Malva sp., Altheae folium, Tiliae flos) – Savanyú- (GalA, GlcA), és semleges nyálkák
OH
Szaharidok elıfordulása glikozidokként •
Inulin (Fru [16])
HO
OH
L-Arabinóz (Ara)
Cellulóz (β-D-Glc polimer [14]) – Lana gossypii
D-Galaktóz (Gal)
O
HO
Galakturonsav (GalA) Gal[6] -COOH
OH OH
D-Mannóz (Man) HO HO
HO
OH
HO
Keményitı (α-D-Glc polimer [14]) – Az „amylum”-ok – Tartalék-tápanyagok
Glükuronsav (GlcA) Glc[6] –COOH •
HO
OH
HO
OH
OH
O
•
OHOH
HO
OH
D-Glükóz (Glc)
Egyéb:
HO OH
O
Poliszaharidok
OH
• Mézgák, keményítık, stb. – Technológiai segédanyagok
• Nyálka:
Dezoxicukrok – szívglikozidokban
– Bevonószerek – Immunstimuláns – Antidiabetikus és koleszterinszint csökkentı hatás (galaktomannánok)
– Digitoxóz, cimaróz stb.
27
28
Fenoloidok (polifenolok)
Fenoloidok (polifenolok)
• Nehezen definiálható, hatalmas variabilitású vegyületcsalád
•
Fenolos anyagoknak tekinthetıek különbözı bioszintetikus útvonalaknak termékei
1.
Sikimisav-útvonal – pl. galluszsav és származékai, fahéjsavszárm., benzoesavszárm., lignánok, kumarinok, naftokinonok, egyszerő fenolos anyagok, egyéb C6C3 vegyületek Poliketid-útvonal – pl. antarkinonok, floroglucin-származékok [és más, nem fenoloid jellegő vegyületek!] Poliketid + sikimisav útvonal – pl. flavonoidok Poliketid + terpenoid – pl. kannabinoidok Sikimisav + terpenoid – pl. furano-, és piranokuamrinok Sikimisav + poliketid + terpenoid – pl. prenil (+DMAPP) flavonoidok
• Közös: fenolos OH csoport 2.
– Más bioszintetikus úton keletkezı vegyületekben is lehet ilyen! (morfin, timol)
• Sok közülük könnyen oxidálódik (sokuk antioxidáns) • Gyengén savas karakterőek • Metiláltságuk, glikoziláltságuk fokától függıen vízben, ill. különbözı apolaritású szerves oldószerekben (EtOH, aceton, EtOAc) oldódnak jól 29
3. 4. 5. 6. •
Szőkebb (bioszintetikus) értelemben fenoloidokként a (legalább részben) sikimsav-útvonalon keletkezı termékekre utalunk.
30
5
COOH
Fenoloidok bioszintézise (sikimisav útvonal) COOH
COOH OH
Fenoloidok bioszintézise (2)
O
COOH
O
izokorizminsav
COOH
korizminsav
OH
O
PO
3-dezoxi-arabino-
O
HOOC COOH COOH
heptulonsav-7-(P) HO
COOH
OH
eriróz-4-(P)
prefénsav
OH
O
Calvin-ciklus
OH
COOH
P-enolpiruvát
COOH
COOH
orto-szukcinil-
COOH
benzaldehid (OSB)
O
O
O
P-glicerát O
OH
HO
OH
OH
4-OH-fenil-
fenil-piroszılısav
OH
3-dehidrosikimisav
OH
O
galluszsav
naftokinon
COOH
COOH
piroszılısav
Tyr
Phe
COOH
(korizmisav eredető) KINONOK
HIDROLIZÁLHATÓ CSERZİANYAGOK O
COOH
31
korizminsav
OH
32
p-kumársav
fahéjsav
Fenoloidok - példák
lignánok
Fenolodiok bioszintézise 3.
ligninek 2x
OH
nx
HO HO
OH
OH
sikimisav útvonal HO R
OH
O
O
O
HO R
O
O
HO
O
O
O
COOH
fahéjalkoholok
O O
O
HO
O
kumarinok
OH
O
OH
OH
OH
Juglon (naftokinon)
O
OH
O
COOR
4
COOH HO
R
OH HO
OH
2,4-dihidroxi-cisz-fahéjsav
OH
fahéjsavak
OH
R
Pentagalloil-glükóz (hidrolizálható cserzıanyag; Galluszsav-származék)
1
R R
3
2
kávésav-származékok 33
Példák (C6C3 vegyületek)
34
Lignánok bioszintézise, vázak (1).
HO
O O
O
OH
OH
OH
HO
OH
Glc O
HO
O
O
O
Rha
HO
R
Akteozid (verbaszkozid)
R
HO
O
OH
O OH
O
OH
O
klorogénsav O
1
O
HO
HO
O
OH
rozmarinsav
O
R
OH
O
OH
OH
szafrol
OH
R
OH
HO
1
OH
HO OH
35
36
6
Lignánok bioszintézise, vázak (2). OH
OH
Lignánok - példák HO
O
OH
HO
O OH OH HO
OH
OH
O
neoolivil
O
O
O
O
O OH OH
OH
O
OH
szekoizolaricirezinol
O
O
O HO
HO
OH
HO
OH
OH
OH
O
OH
O
GlcO O
OH
szilandrin
arctiin
O OH
O 37
Kumarinok - példák
HO
O
O
O
O
umbelliferon
Kumarinok • •
7-OH (umbelliferon) A többi helyre (fıleg 5,8) –OH, OCH3, -O-cukor, -O-prenil (DMAPPbıl) egységek kapcsolódhatnak
•
Fıleg Fabaceae, Rutaceae, Apiaceae, de számos más családban is elıfordulhatnak
•
Gyakori hatásaik:
O
herniarin
5
O H3C O
O
O
– – – –
O
HO
Glc
OH
HO
38
O
OH
4
6
3
7
Interferálnak a véralvadással (!) Spasmolyticus Fényvédı- vagy fotoszenzibilizáló Antimikrobiális
2 8
HO
O
O
1
fraxin
OH 39
40
fahéjsavak COOH
+3 x C2 R OH
• • •
O
CHO HO
flavonoidok,
┐
OH
benzaldehidR
kalkonok
származékok
O
COOH
benzoesavR
O
származékok
OH
xantonok (gentizein)
O
O
OH
HO
│
2x HO
Az alacsony oxigenáltsági fokú vegyületek illóolaj-komponensek A glikozidok / karbonsavak nem illékonyak! Egyes típusaik (benzoesavszárm.) viszonylag elterjedtek, bár nagy mennyiségben kevés esetben fordulnak elı
│ │
katechinek stb. OH
Példák (C6C1 vegyületek)
Fenolodiok bioszintézise (4)
HO
galluszsav R
„Egyéb kávésavszármazékok” │
fenolok
│
hidrokinon-száramzékok is!
OGlc
│
egyszerő
O
O O
41
Ánizsaldehid
OH
OH vanillin
szalicin
OH protokatechusav 42
┘
7
O OH
Flavonoid vázak (1.)
Flavonoid vázak (2.)
O
flavánonol
O
O
O
OH
O O OH
flavánon
O O
izoflavon
kalkonok
flavonol OH
OH
O O
2x
OH
OH
O O
katechinek
OH
flavándiol
O O
O OH
(leukoantocianidin)
flavánonol
flavon
HO OH
kondenzált
O OH
cserzıanyagok
OH
O
43
OH HO
+
proantocianidinek
O
44
antocianidin OH
Flavonoidok - példák OH
O
•
OH OH
OH HO
OH HO
Flavonoidok
O
•
Gyakorlatilag minden felsıbbrendő növényben megtalálhatóak Összes szervben, föld feletti részben, fıleg pl. sárga virágokban (karotinoidok is okozhatják ezt a színt).
•
Elég változatos vegyületcsalád
•
-OH / -OCH3: – 5,7,4’ C-eken nagyon gyakran – 3-on gyakran – De a 6,8,3’ szénatomokon is elıfordulhat
OH
OH
O
kvercetin
OH
OH
OH OH HO
O OH
O OH
O
Katechin polimer (kondenzált cserzıanyag)
O
O 4
6
3
A
B
8
O
7
HO
OH
2
2' 1'
1
6'
OH
3'
C
4'
5'
•
Biochanin-A HO
5
OH
OH
Cukrok kapcsolódhatnak: – Elsısorban 3-ra – De: 8 C-glikozidok!
Vázak kiemelve. (Nem azonos bioszintetikus eredetőek a C-atomok!) 45
46
Poliketidek bioszintézise (1)
Flavonoidok gyakori hatásai • • • • • • • • •
CO2
O
Ac-CoA
O
O
HO
SCoA
Antibacterialis Antiviralis Antifungalis Diureticus Spasmolyticus Kapilláris rezisztenciát fokozó Hajszálerek permeabilitását csökkentı Antioxidáns Stb.
O
elongáció OH
telített zsírsavak nx Ac-CoA O O R
R
OH
OH
telítetlen zsírsavak
hidroxi-zsírsavak
OH OH
O O
R
•
R
SCoA
malonil-CoA
OH OH
Nem mindegyikük rendelkezik minden hatással, ill. a rengeteg molekula azonos hatása között erısségben nagy különbségek lehetnek!
OH
R
vicinális diol zsírsavak
acetilén-zsírsavak
O
tiofén (R 1= -S-) R
OH O
47
O
furán (R1 = -O-)
epoxi-zsírsavak száramzékok
R
1
OH
48
R
8
Polién poliketidek - Példák
Polién tipusú poliketidek • Apiaceae, Araliaceae, Asteraceae
HO
panaxinol (C17)
• Hatásaik:
O
S
– Gyulladáscsökkentı hatásúak – Kemoprevenció (antiangiogén?)
O
transz-matrikáriaészter C10
– Allergizálhatnak – Sok növény ezen vegyületcsaládba tartozó vegyületek miatt erısen neurotoxicus
S HO
arcinol A (C12)
49
50
O CoA
Poliketidek bioszintézise (2) O
O
O
S
O
HO
O
+ (A C5 alapegység keletkezése)
S
OH
S-Enzim
p-kumársav (v. más fahéjsavszármazék)
O
Terpenoidok bioszintézisének kezdeti szakasza
CoA
2 Ac-CoA
O O
OH
CoA CoA
3x malonil-CoA S-Enzim
acetoacetil-CoA
O
S
O
O
O
S
+
HO
OH
mevalonsav
flavonoidok
O HO
OH
HO
OH
HO
kalkonok
sztilbének
+ Floroglucin származékok + Antrakinon származékok
OH
– diantronok
DMAPP
IPP
OPP
OPP
51
52
dimetil-allil-pirofoszfát
Terpenoidok I. Mono-,(C10) és szeszkviterpének (C15) bioszintézise
OPP
izopentenil-pirofoszfát
Monoterpének (nyílt láncúak) OPP
DMAPP
OPP OPP
OPP
OPP
OPP gernail-(PP)
OPP
néril-(PP)
lavandulil-(PP)
geranil-PP
2x DMAPP
monoterpének iridoidok
OPP mentán
szeszkviterpének
53
54
9
Monociklikus és biciklikus monoterpének bioszintézise
mentán
Monoterpének - Példák OH
O
linalool
OH
timol
mentofurán
mentol
citronellál
OH
O
O
O
kámfor karán
pinán
bornán
alfa-tujon
55
tuján
Monoterpén illóolajok
Monoterpének II. - iridoidok O
• Lamiaceae elsısorban
56
OH
O
O
• Lehetnek:
– (szinte) csak monotrp.ekbıl állnak az illóolajok
– (Bizonyos koncentrációban sokuk) antibakteriális
HO
OPP OH
– – – – – – –
• Változatos hatásúak lehetnek ill. általános hatásuk nem írható le
10-OH-gernail-(PP)
Nyugtató Hősítı Diureticus Antifungális Epehajtó Hiperemizáló Stb.
O
O-Glc
O-Glc
7-deoxi-loganinsav
O
iridán
loganin
O
O
O
O O
O
O-Glc
O-Glc
genciopikrin
57
Iridoidok - Példák O
O
szekologanin
szeko-iridán 58
Iridoidok
HO
HO
• O O O
HO
OGlc
OGlc
eufrozid (C10)
O agnuzid (C9)
HO
O O
O
OCH3
O
HO
HO
OGlc
oleuropein (szekoi.)
O
•
Gyakorlatilag mindig glikozidikus vegyületek (-OGlc), hidrolízis után elbomlanak Iridoidok: – Antibakteriális – Gyulladáscsökkentı hatás – Elıfordulnak nyugtató, fájdalomcsillapító hatásúak is
O
• O
•
Pl. az alábbi családokban fordulnak elı: – – – – – – – –
Gentianaceae Scrophulariaceae Oleaceae Lamiaceae Plantaginaceae Verbenaceae Valerianaceae Stb.
Szekoiridoidok: – Amarumok (extrém keserőek)
OGlc
genciopikrin (szekoi.)
59
60
10
Szeszkviterpének bioszintézise
Szeszkviterpének bioszintézise (2)
farnezán
kariofillán
humulán
bizabolán eudezmán
germakrán
OPP
farnezil-PP
kadinán
61
62
farnezán
Szeszkviterpének - példák
O O
parthenolid
xantán
Szeszkviterpének
Átrendezıséssel létrejött vázak (pszeudogvaján stb.) esetében nem azonosítható minden C5 egység!
O
farnezén
gvaján
pszeudogvaján
LAKTON győrő szeszkviterpén laktonok!
•
Nagyon változatos vegyületcsalád
•
Elıfordulásuk fıleg: Asteraceae
•
Más családok növényeinek illóolajában pl. Zingiberaceae, Lauraceae, Lamiaceae, Apiaceae stb.
•
Lehetnek illóolajkomponensek (kevés –OH, =O, stb.) – Elemen, farnezén, kamazulén, bizabolol stb.
•
A szeszkviterpén laktonok (nem illóolaj komponensek!) között találunk: – Étvágyjavító (keserő) – Gyulladáscsökkentı – Nyugtató – Fájdalomcsillapító – Simaizom-görcsoldó – allergén hatású vegyületeket
O OH
O
– Egész csoportra jellemzı hatás nem állapítható meg!
achillin
O
bizabolol
63
Terpenoidok II. Diterpének (C20) és tetraterpének (C40) bioszintézise
64
Diterpének I.
OPP OPP
OPP
PPO
farnezil-PP labdán-váz
pimarán-váz
OPP
OPP
gerano-geranil-PP OPP
2x 65
karotinoidok
diterpének
ginkgolidok váza
abietán-váz
66
11
Diterpének II.
Diterpének - példák O O
O
OH
O OH PPO
O
O
NH
taxán-váz
O
O
cembrán-váz
OH
O
O
OH O O
O
O
taxol
marrubiin
67
68
Terpenoidok III. C30 terpenoidok bioszintézise (1)
Diterpének • Sokféle hatást mutathatnak – Léteznek citotoxicusak, szívhatással rendelekzıek, antimikróbás stb. hatásúak
• Toxikológiailag jelentıs csoport – Hallucinogén, citotoxicus, carcinogen, bırizgató vegyületek vannak közöttük
•
Elég elterjedtek
•
Elıfordulnak:
(gibberellin növényi hormonok)
– – – –
Euphorbiaceae Lamiaceae Scrophulariaceae Ranunculaceae
PPO OPP
szteroidok
szkvalén
– Pinaceae – Ginkgo sp. – Taxus sp. triterpének 69
70
Terpenoidok III. C30 terpenoidok bioszintézise (2)
Példák OH OH O
PENTACIKLIKUS TRITERPÉNEK
O
OH
OH
dammarán
szkvalén
HO
HO
cimigenol
OH
protopanaxatriol (Dammarán váz)
(Cikloartán váz)
SZTERÁNVÁZ és rokonvegyületek cikloartán
71
72
12
Triterpének - példák
Terpenoidok IV. Pentaciklikus triterpének
OH OH
O HO
HO
O OH
O
HO
dammarán
O OH
kalendulaglikozid A
HO
urzán
OH HO
O
O
HO
O
O OH lupán
OH oleánán
Triterpének
• Elég elterjedtek a kétszikő növényekben
30 29
– 23, 24, 27-30
20 19
• +OH:
12 11 25 1 2
• + =O
18 13
22 17 28
26 9
10
– – – – – – – – – – –
21
14 8
16 15
27
– 3, 11
3
• Telítetlen lehet: • Cukrok kapcsolódhatnak: 3 –OH, 28 –COOH stb.
5 4 23
74
Triterpének
• Gyakran oxidálódik (CH2OH, CHO, COOH):
– 3 (szinte mindig) – 2, 16, 21, 22
priverogenin
HO
73
7 6
24
Apiaceae Araliaceae Asteraceae Betulaceae Caryophyllaceae Cucurbitaceae Fabaceae Hippocastanaceae Lamiaceae Polygalaceae Primulaceae
• Hatásaik: – – – –
Köptetık (szaponinok) Gyulladáscsökkentık Diuretikusak Antimikróbás hatások
– Csökkentik a felületi feszültséget – habzanak (szaponinok) – Hemolizálnak (szaponinok) – Lehetnek spec. hatásaik is (édes íz, stb.)
75
76
Terpenoidok bioszintézise V. Kardenolidok, bufadienolidok
O
O
Kardenolidok, bufadienolidok példák
cikloartán
O
O
kolesztán
O
O
OH Glc-Dtx-Dtx-Dtx-O
H purpureaglikozid A
(digitoxin) bufadienolidok
OH O OH
HO
O
szcillarenin
O
OH
O O
pregnán (-20-on-21-ol)
OH kardenolidok
77
Dtx-Dtx-Dtx-O H
digoxin
78
13
Kardenolidok, bufadienolidok • Közvetlen szívhatás • Szívelégtelenségben használják a vegyületeket • Ma már ipari gyógynövények • Sok hazai toxicus növény tartalmazza ıket – Convallaria sp., Adonis sp., stb.
Kardenolidok, bufadienolidok
• Elıfordulhatnak:
O
O
•
Digitoxigenin szénváza
– Apocynaceae – Brassicaceae – Euphorbiaceae – Fabaceae
•
18 12
17
11
13
19
– Lamiaceae – Liliaceae – Moraceae
9
14
10
3
15
8
5
– Ranunculaceae – Scrophulariaceae – Sterculiaceae
21
7
4
6
20
18
H
12
• Összességében elıfordulásuk szórványos
27
16 8 7
5 4
24
14
9 10
3
23
25
19 1 2
•
22
17 13
11
– Tiliaceae
•
16
1 2
3. C –OH cukrok (szinte mindig több) Primer és szekunder glikozidok Lehetnek: acetilált, 6-dezoxi, 2,6-didezoxi- stb. cukrok
•
26
15
-OH lehet: 1,5,11,12,16,19 szénatomokon C19 oxidálódhat –CH2OH, -CHO, stb.
Szterán váz
6
79
80
R
Spirosztánok, szterolok - példák növényi szterolok
kolesztán
O OH
OH
O OH
OH
OH
OH
OGlc
dioszgenin
peposzterol
HO HO H R
Terpenoidok bioszintézise VI. Spirosztánok, furosztánok, szterolok
OH O
O
Trigofönozid
spirosztánok (R=-O-)
HO
Rha-Glc-O spiroszolánok (R=-N-) szteroid alkaloidok
β −szitoszterol
81
Spirosztánok, szterolok
82
Tetraterpének - karotinoidok
• Spirosztánok: – Mint ipari szterol-alapanyagok jelentısek • Dioscorea sp., Agave sp., Smilax sp., Yucca sp., Digitalis sp., Solanum sp.
– Toxicus alkaloidok képzıdhetnek belılük (Solanum sp.) – Szteroid szaponinok alkotórészei – Liliaceae, Agavaceae, Dioscoreaceae, Poaceae
• Növényi szterolok – Nagyon sok növényben jelen vannak, de ritkán halmozódnak föl – Emberi koleszterol anyagcsere befolyásolása – BPH β -karotin 83
84
14
Karotinoidok - példák
Karotinoidok
likopin OH
lutein
HO
OH
• Színanyagok – virágok, gyümölcsök, termések színe • fotoszisztéma! • Erıs antioxidánsok • A-vitamin elıanyagok [lehetnek]
O
kapszantin
OH
85
86
15
