Предавања доц. д-р Наташа Ристовска

Предавања доц. д-р Наташа Ристовска

Секундарни метаболити на растенија, алги, габи, инсекти, животни... Во состав на етерични масла, или како стероиди.

Разновидна група секундарни метаболити (35000 терпеноиди) Се лачат од кората на зимзелените дрвја и како феромони кај инсектите. Покажуваат значителна биолошка и фармаколошка активност Терпени се јаглеводороди, додека терпеноидите содржат кислород и/или други функционални групи. Јаглеродниот скелет содржи 5,10,15,20,25 итн. јаглеродни атоми Основна градбена единица е изопрен (2-метилбута-1,3-диен). Поради ограничената растворливост во вода се изолираат од организмите со екстракција со неполарен растворувач. (Се вбројуваат во групата липиди).

Wallach (1887) : хипотеза дека терпеноидите настануваат со поврзување структурни едници од по 5 С атоми. Leopold Ruzicka (1953) : го поставил биогенетското изопренско правило. Структурите на изопреноидите се изведени според правилото главаопаш поврзување на изопренските С5 единици (1-4 поврзување). Посложените терпени се добиваат со димеризација на сесквитерпени и дитепрени, кои се поврзуваат опаш-опаш (4-4 поврзување)..

За поврзување на изопренските единици најчесто се користат поимите глава-опаш и опаш-опаш врзување. Глава-опаш Дополнителна врска Опаш-опаш

Глава-опаш D(+)-Лимонен (кора на лимон и други цитруси) Изолација со центрифугирање или дестилација со водена пареа. Дипентен рацемска смеса Како се комбинираат две изопренски единици за да се формира јаглеродниот скелет на лимонен?

Терпени Формула Претставници Монотерпени (терпени) (С 5 Н 8 ) 2 или С 10 Н 16 Испарливи монотерпени, лактони и трополони Сесквитерпени (С 5 Н 8 ) 3 или С 15 Н 24 Испарливи деривати и лактони Дитерпени (С 5 Н 8 ) 4 или С 20 Н 32 Слабо испарливи Тритерпени (С 5 Н 8 ) 6 или С 30 Н 48 Неиспарливи сапогенини, стероли и стероиди Тетратерпени (С 5 Н 8 ) 8 Каротеноиди Политерпени (С 5 Н 8 ) n Природен каучук

АЦИКЛИЧНИ МОНОЦИКЛИЧНИ (ментани) БИЦИКЛИЧНИ (тујани, карани, пинани, камфани) ИСПАРЛИВИ РЕГУЛАРНИ цитрал лимонен α-тујон гераниол ментол камфор МОНОТЕРПЕНИ α-терпинен α-пинен ИРЕГУЛАРНИ НЕИСПАРЛИВИ РЕГУЛАРНИ ИРИДОИДИ

Ациклични монотерпени Моноциклични монотерпени (ментани)

Бициклични монотерпени тујани карани пинани камфани

Ароматични монотерпени

H 2 H H гераниол Рози и останати цвеќиња ментол Пеперминт камфор Камфорово дрво α-пинен терпентин

H 3 H 3 H H 3 гвајазулен Масло од гераниум H 3 H 3 H 3 H 3 кариофилен Масло од каранфилче

H 3 H 3.. Уште сесквитерпени H 3 H 3 H 3 H 3 кедрен Масло од кедарово дрво H 3 лонгифолен боровина

H 3 H H 3 H 3 H 3 H 3 H 3 H 3

Стероидите се тритерпени (30) H 3 H 3 H 3 H H 3 H 3 H 3 Сите стероиди се тритерпени. Нивниот скелет е добиен со внатрешно преуредување, поради што не се анализираат преку изопренски единици. Внатрешно преместување

Глава-опаш Опаш-опаш Глава-опаш β-каротен моркови

Изопренот не е прекурсор за синтеза на терпеноидите. Терпеноидите во клетките се синтетизираат од активираната фосфорилирана форма на изопрен изопентил пирофосфат (IPP). Два начини за синтеза на IPP: Од мевалонат (сесквитерпени и тритерпени) Од 1-деоксиксилоза-5-фосфат (монотерпени, дитерпени, тетратерпени).

Постојат две карбонилни групи во молекулата на ацетоацетил СоА, од кои само една стапува во реакција H.. H 2 S oa H 3 S oa - 2 H 3 2 H 2 РАЗГРАНЕТО 1 S oa ЛИНЕАРНО Мевалонска киселина H 3 H H 3 H H 2 S oa H 3 H H2 2 SoA H 2 H 2 H 2 H H 2 H 2 H SoA ПОЛИКЕТИДНИ НИЗИ ТЕРПЕНИ СТЕРОИДИ АЦЕТОГЕНИНИ

Позастапен е мевалонатниот пат. Започнува со конверзија на ацетат во ацетил коензим А. Чекор 1: Клајзенова кондензација на ацетил коензим А и активиран протеински комплекс на ацетил СоА. (добивање на ацетоацетил СоА). Чекор 2: Алдолна кондензација на ацетоацетил СоА со трета молекула ацетил СоА, проследено со хидролиза (S-3-хидрокси- 3-метилглутарил СоА). Чекор 3: Редукција на тиоестерската група со NADPH (Rмевалонат, дихидрокси киселина).

МЕВАЛОНАТЕН ПАТ ОБРАЗУВАЊЕ НА МЕВАЛОНСКА КИСЕЛИНА ОД АЦЕТИЛ ЕДИНИЦИ 3 acetyloa H H 3 H 2 H 2 SoA SoA NADPH H H 3 H 2 H H 2 SoA SoA :.. : - Чекор 3: редукција на тиоестерските групи H H 3 H 2 H 2 H 2 H H H 2 H H 3 H 2 H 2 H 2 SoA H NADPH H H 3 H 2 H 2 H SoA Мевалонска киселина

Чекор 4: Фосфорилирање на хидроксилните групи и истовремено декарбоксилирање (изопентил дифосфат или изопентил пирофосфат IPP). H H 3 H 2 H 2 H 2 2 ATP H H ADP AMP P H 3 H 2 H 2 H 2 P H P :B-Enz Мевалонска киселина Интермедијарот со 5 С атоми е одговорен за образување на сите терпени H H 3 H 3 Enz-B: H 3 H + H H 2 P P H 2 DMAPP 3,3-диметилалил пирофосфат P P H 2 изопентил пирофосфат IPP

ПОВРЗУВАЊЕ НА С5 (ИЗОПРЕНСКИ) ЕДИНИЦИ H 3 H 3 IPP H H 2 H H 3 DMAPP PP H 2 PP H 2 ГЛАВА PP H 2 ОПАШ 5 H 3 H :B H 2 PP 10 H H 2 PP PP 5 изопентил-pp 3,3-диметилалил-PP 10 геранил-pp 20 15 15 фарнезил-pp H 2 PP H 2 PP СЕКОЈА НОВА ЕДИНИЦА СЕ СВРЗУВА ГЛАВА-ОПАШ 20 Геранил-геранил-PP

30 И 40 ТЕРПЕНИТЕ СЕ ФОРМИРААТ ПОИНАКУ Класа број на С атоми изопрени потекло ХЕМИТЕРПЕНИ 5 1 IPP или DMAPP x2 x2 МОНОТЕРПЕНИ 10 2 геранил-pp СЕСКВИТЕРПЕНИ 15 3 фарнезил-pp ДИТЕРПЕНИ 20 4 геранил-геранил-pp СЕСТЕРТЕРПЕНИ 25 5 непознато ТРИТЕРПЕНИ 30 6 2 x (фарнезил-pp) 35 7 непознато ТЕТРАТЕРПЕНИ 40 8 2 x (геранил-геранил-pp)

ДИМЕРИЗАЦИЈА НА 15 И 20 ЕДИНИЦИ PP ОПАШ H 2 H 3 P H 3 R преместување P H 2 ОПАШ H 3 R R Enz-B: H 2 димеризација P H H H 3 H 3 R H: - P H 3 R H 3 NADH NAD + H H 2 H H 3 H 3 R R R ЕДИНИЦИТЕ СЕ СВРЗУВААТ ОПАШ-ОПАШ R СИМЕТРИЧНО СВРЗУВАЊЕ ОПАШ ЗА ОПАШ

ВООБИЧАЕНИ ТЕРПЕНОИДНИ СКЕЛЕТНИ СТРУКТУРИ ХЕМИТЕРПЕНИ ТЕРПЕНИ СЕСКВИТЕРПЕНИ 5 10 15 20 ДИТЕРПЕНИ 30 ТРИТЕРПЕНИ

H H H H geranial geranium oil b-myrcene hops H geraniol geranium oil neral lemon oil PP PP H PP citronellol rose oil geranyl-pp (GPP) linalyl-pp (LPP) neryl-pp (NPP) H H H H citronellal citronella oil a-terprneol linalool coriander oil nerol rose oil

PP ionize + PP - or methyl a-terpinyl cation LPP + + b-pinene - H + + + 1,2-alkyl shift + - H + 1,2-alkyl shift H 2 - H + a-pinene NADP + H 2 H + borneol H NADP + camphene fenchone fenchol camphor