Metabólitos primários e secundários de microrganismos. Microbiologia
ESPECIALIDADE UNIVERSITÁRIA FARMACÊUTICA NACIONAL “BIOTECNOLOGIA”
DISCIPLINA “MICROBIOLOGIA GERAL E VIRUSOLOGIA” DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGIA
PROCESSOS BIOSSINTÉTICOS EM MICRORGANISMOS.
BIOSSÍNTESE DE METABOLITOS PRIMÁRIOS: AMINOÁCIDOS, NUCLEOTÍDEOS, CARBOIDRATOS, ÁCIDOS GRAXOS.
PROCESSOS BIOSSINTÉTICOS EM MICRORGANISMOS
BIOSSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE AMINOÁCIDOS
BIOSSÍNTESE DE NUCLEOTÍDEOS
PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE NUCLEOTÍDEOS
BIOSSÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS, CARBOIDRATOS, AÇÚCARES
PROCESSOS BIOSSINTÉTICOS EM MICRORGANISMOS
METABOLISMO
GLICOSE*
FIGURA 1 – DIAGRAMA GERAL DAS VIAS DE BIOSSÍNTESE DO MATERIAL CELULAR
DA GLICOSE
ANFIBOLISMO CATABOLISMO
PENTOSOFOSPATOS |
||
FOSFOENOLPIRUVATO |
||
MONÔMEROS |
POLÍMEROS |
|
Aminoácidos |
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ACETIL-COA |
Vitaminas |
Polissacarídeos |
Fosfatos de açúcar |
||
Ácido graxo |
||
OXALOACETATO |
Nucleotídeos |
Nucléico |
2-OXOGLUTARATO
PROCESSOS BIOSSINTÉTICOS
você MICRORGANISMOS
EM o processo de crescimento de microrganismos em glicose em condições aeróbicas é de cerca de 50%
a glicose é oxidada em CO2 para produzir energia. Os 50% restantes da glicose são convertidos em material celular. É para essa transformação que se gasta a maior parte do ATP formado durante a oxidação do substrato.
METABÓLITOS
MICRORGANISMOS
Em diferentes estágios de crescimento microbiano, são formados metabólitos.
Na fase de crescimento logarítmico, são formados metabólitos primários (proteínas, aminoácidos, etc.).
Na fase lag e na fase estacionária, formam-se metabólitos secundários, que são biologicamente compostos ativos. Estes incluem vários antibióticos, inibidores de enzimas, etc.
METABÓLITOS
MICRORGANISMOS
Metabólitos primários– são compostos de baixo peso molecular (peso molecular inferior a 1.500 daltons) necessários para o crescimento de micróbios; alguns deles são blocos de construção de macromoléculas, outros estão envolvidos na síntese de coenzimas. Entre os metabólitos mais importantes para a indústria estão aminoácidos, ácidos orgânicos, nucleotídeos de purina e primidina, vitaminas, etc.
Metabólitos secundários– estes são compostos de baixo peso molecular formados em fases posteriores do desenvolvimento da cultura que não são necessários para o crescimento de microrganismos. De acordo com a sua estrutura química, os metabolitos secundários pertencem a diferentes grupos de compostos. Estes incluem antibióticos, alcalóides, hormônios de crescimento vegetal, toxinas e pigmentos.
Microorganismos que produzem metabólitos primários e secundários são utilizados na indústria. As cepas fonte para processos industriais são organismos naturais e culturas com regulação prejudicada da síntese desses metabólitos, uma vez que as células microbianas comuns não produzem excesso de metabólitos primários.
De todos os produtos produzidos por processos microbianos, valor mais alto possuem metabólitos secundários. Se a questão do papel fisiológico dos metabólitos secundários nas células produtoras tem sido objeto de sério debate, então a sua produção industrial é de indiscutível interesse, uma vez que esses metabólitos são substâncias biologicamente ativas: alguns deles têm atividade antimicrobiana, outros são inibidores de enzimas específicas. , e outros são fatores de crescimento. , muitos têm atividade farmacológica. Os metabólitos secundários incluem antibióticos, alcalóides e toxinas. A indústria farmacêutica desenvolveu métodos altamente sofisticados para triagem (testes em massa) de microrganismos quanto à capacidade de produzir metabólitos secundários valiosos.
Os termos “metabólitos secundários” e “metabolismo secundário” entraram no vocabulário dos biólogos em final do século XIX séculos desde mão leve Professor Kossel. Em 1891, em Berlim, proferiu uma palestra numa reunião da Sociedade Fisiológica intitulada “Sobre composição química células"; A origem do nome “metabólitos secundários” significa menor, “acidental”.
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Introdução
De todos os produtos obtidos através de processos microbianos, os metabólitos secundários são os mais importantes. Se a questão do papel fisiológico dos metabólitos secundários nas células produtoras tem sido objeto de sério debate, então a sua produção industrial é de indiscutível interesse, uma vez que esses metabólitos são substâncias biologicamente ativas: alguns deles têm atividade antimicrobiana, outros são inibidores de enzimas específicas. , e outros são fatores de crescimento. , muitos têm atividade farmacológica. Os metabólitos secundários incluem antibióticos, alcalóides e toxinas. A indústria farmacêutica desenvolveu métodos altamente sofisticados para triagem (testes em massa) de microrganismos quanto à capacidade de produzir metabólitos secundários valiosos.
Os termos “metabólitos secundários” e “metabolismo secundário” entraram no vocabulário dos biólogos no final do século XIX com a mão leve do professor Kossel. Em 1891, em Berlim, proferiu uma palestra numa reunião da Sociedade Fisiológica intitulada “Sobre a Composição Química das Células”; A origem do nome “metabólitos secundários” significa menor, “acidental”.
O objetivo deste trabalho é estudar os métodos de síntese, estrutura química, propriedades e papel dos metabólitos secundários na vida humana.
Para atingir este objetivo, foram resolvidas as seguintes tarefas:
- Estudo dos processos que ocorrem durante a síntese de metabólitos secundários.
- Análise da estrutura química dos metabólitos secundários.
- Avaliação do papel dos metabólitos secundários na vida de seus produtores, humanos e animais superiores.
1.Metabólitos secundários de microrganismos. Informações gerais.
Metabólitos secundários (idiolitos) são substâncias de origem microbiana (ou vegetal) que não são essenciais para o crescimento e reprodução do organismo que os forma. Cada metabólito secundário é produzido por um número relativamente limitado de espécies. Esses compostos são sintetizados no final da fase exponencial ou estacionária de crescimento, e sua formação é altamente dependente das condições de crescimento, principalmente da composição do meio nutriente.
Muitos metabólitos secundários possuem uma estrutura química incomum para a matéria biológica. Estes compostos pertencem a várias classes de substâncias orgânicas - aminociclitóis, cumarinas, epóxidos, pirróis, peptídeos não ribossômicos, polienos, terpenóides, tetraciclinas, policetídeos, isoprenóides, esteróides, giberelinas, fitoalexinas, etc. Ao contrário da síntese metabólito primário, que ocorre simultaneamente ao crescimento e reprodução da cultura, para um produtor de metabólitos secundários costuma-se falar em trofofase (quando a cultura cresce e se multiplica) e em idiofase (quando o crescimento desacelera ou para e a síntese do produto começa). Muito pouco se sabe de forma confiável sobre os mecanismos de mudança das vias metabólicas de primária para secundária e sobre o papel fisiológico dos metabólitos secundários na vida de seu próprio produtor. Existem quatro classes conhecidas de reações biossintéticas que “removem” o intermediário (do latim intermediário – meio - uma substância intermediária com um tempo de vida curto, formada durante uma reação química e reagindo posteriormente aos produtos da reação) através da via do metabolismo secundário:
- conversão do metabólito primário em um precursor específico para metabolismo secundário;
- reações de modificação ou ativação que conduzem o precursor ao caminho do metabolismo secundário;
- polimerização e condensação;
- reações de modificação tardia.
Figura 1. Relação entre metabolismo secundário e primário (SM - metabólito secundário)
Os metabólitos secundários incluem antibióticos, toxinas, imunossupressores e estimulantes, bem como algumas substâncias de armazenamento (poli-β-alcanoatos). Não se sabe quão comum é o metabolismo secundário na natureza. O próprio conceito de “metabólito secundário” é bastante vago e muitos pesquisadores não o reconhecem.
2.Formação de metabólitos secundários
Do ponto de vista biotecnológico, são importantes os conceitos de metabólitos secundários ou reações do metabolismo secundário, que são semelhantes em todos os organismos vivos. As reações metabólicas secundárias incluem aquelas que são acompanhadas pela formação de alcalóides, antibióticos, ácidos trispóricos, giberelinas e algumas outras substâncias consideradas sem importância para o produtor. Os metabólitos secundários são produtos de reações catalisadas por enzimas.
Figura 2. Esquema de formação de metabólitos secundários.
Os pré-metabólitos do esquema são nutrientes simples vindos de fora (amônio, íons metálicos, dióxido de carbono, sulfatos, fosfatos, nitratos para heterótrofos - monossacarídeos e alguns outros).
Intermediários ou prometabólitos incluem açúcares simples, aminoácidos e bases nucléicas. As moléculas de informação DNA e RNA são isoladas de outras reações, embora a síntese e a degradação (setas tracejadas) também sejam catalisadas por enzimas. Ao contrário dos metabólitos primários, a formação de metabólitos secundários não é diretamente codificada pelo DNA nuclear ou citoplasmático. De acordo com esta ideia, todos os organismos vivos sintetizam os seus metabólitos secundários inerentes.
Com base nas disposições formuladas por V.N. Shaposhnikov (1939), cada produtor passa por duas fases em seu desenvolvimento, denominadas Zh.D. Bu'Lokk trofofase e idiofase (do grego trophe-nutrição, idios-próprio, específico). Durante o período trofofásico, ocorre ativamente o metabolismo construtivo e energético - predominam processos sintéticos nas células, aumenta o número de metabólitos primários - lipídios, gliconas, glicoconjugados; a taxa de crescimento e reprodução do organismo é alta, e a produtividade dos metabólitos secundários exógenos é baixa e, pelo contrário, na idiofase, a taxa de crescimento e reprodução é baixa, e a produção de metabólitos secundários exógenos e endógenos é alto. A produtividade da cultura pode ser aumentada pela introdução de precursores de metabólitos (principalmente durante o período de final da idiofase).
Arroz. 3. A proporção de biomassa celular (a), metabólitos primários (b) e metabólitos secundários (c) em culturas de Saccharomyces cerevisiae (levedura de padeiro) (1), Penicillium chrysogenum (2), Nicotiana tabacum (3), ceratócitos (células das membranas do tecido conjuntivo córneo do olho.)(4); M-massa de células secas, M*-número de células animais, t-tempo no dia, I-trofofase (parte sombreada), II-idiofase.
Na Figura 3 pode-se observar que a duração da trofofase é mais curta nas leveduras do que nas células de penicillium e tabaco. O acúmulo de etanol em S. cerevisiae é acompanhado por um aumento em sua atividade inibitória sobre o produtor e, portanto, as curvas durante a idiofase correm quase paralelas, repetindo a natureza da curva dos metabólitos primários, cuja biossíntese começou durante a trofofase .
A penicilina, sintetizada por P. chrysogenum e não um produtor inibitório, acumula-se acentuadamente durante a idiofase.
O alcalóide nicotina é sintetizado lentamente pelas células do tabaco e quando a cultura passa para a fase estacionária, seu rendimento diminui sensivelmente.
Em cada um dos exemplos acima, pode-se notar características próprias da biossíntese de metabólitos secundários. De qualquer forma, são formadas por células como produtos naturais durante o cultivo em meios apropriados e sob a ação catalítica de enzimas.
3. Representantes individuais de metabólitos secundários
3.1.Antibióticos
Os antibióticos são substâncias de origem biológica que podem inibir o crescimento de microrganismos mesmo em baixas concentrações. O termo "metabólitos secundários" é equivalente ao termo "antibióticos" usado no sentido amplo da palavra. A capacidade de formar antibióticos é generalizada na natureza, mas está distribuída de forma desigual entre os diferentes grupos taxonômicos de microrganismos. O maior número de antibióticos é obtido de actinomicetos (fungos radiantes) (de acordo com várias estimativas de 6.000 a 10.000,Os estreptomicetos estão em primeiro lugar em termos de diversidade química de substâncias sintetizadas). Cerca de 1.500 antibióticos foram isolados de fungos imperfeitos, sendo cerca de um terço produzido por representantes dos gêneros Penicillium e Aspergillus, mas poucos deles têm importância prática. Eles desempenham um papel importante como agentes terapêuticos, estimulantes, aditivos alimentares, etc. Como produtores de metabólitos secundários, os microrganismos adquiriram um enorme importância económica. A descoberta e a pesquisa de antibióticos, bem como a produção de novos semissintéticos, têm prestado serviços inestimáveis à medicina.
3.2.Formação de antibióticos
Já no século passado sabia-se que podem existir relações simbióticas e antagônicas entre vários microrganismos. O ímpeto para elucidar a base material da antibiose foi a observação de Fleming, que descobriu (1928) que uma colônia do fungo Penicillium notatum suprimiu o crescimento de estafilococos. A substância secretada por esse fungo, que penetrou no ágar por difusão, foi chamada de penicilina. Desde então, muitas substâncias com atividade antibiótica foram isoladas. Existem substâncias que inibem o crescimento de micróbios (bacteriostáticas, fungistáticas) e aquelas que os matam (bactericidas, fungicidas).
3.3.Métodos de identificação de antibióticos
Os primeiros antibióticos foram descobertos por acaso, devido à formação de zonas de inibição de crescimento. Em placas de ágar nutriente densamente inoculadas com o organismo teste (bactéria indicadora), não houve crescimento em torno de colônias de fungos ou estreptomicetos: a difusão do antibiótico da colônia para o ágar causou a formação de áreas transparentes em um gramado bacteriano contínuo (Figura 4).
Figura 4. A liberação de antibióticos pode ser detectada pela formação de zonas de inibição do crescimento de bactérias indicadoras (Staphylococcus aureus), espalhadas uniformemente no ágar.
Representantes típicos de grupos de microrganismos servem como espécies indicadoras em tais experimentos. Para testar qualitativamente um produtor de antibiótico, basta inoculá-lo no meio de uma placa com ágar nutriente e bactérias indicadoras em forma de estrias radiais (Figura 5). Após a incubação, o espectro de ação do antibiótico é avaliado pelo grau de inibição do crescimento de vários organismos indicadores. Os antibióticos diferem no seu efeito sobre bactérias gram-positivas e gram-negativas, leveduras, dermatófitos e outros microrganismos.
Figura 5. Determinação do espectro de ação de três antibióticos por meio de teste de linha: 1- Staphylococcus aureus, 2- Streptococcus, 3- Escherichia coli, 4- Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa), 5- Candida albicans, 6- Trichophyton rubrum
A maioria dos antibióticos foi descoberta através de um processo de triagem.
3.4.Os antibióticos mais importantes utilizados na medicina
O primeiro lugar entre eles ainda pertence à penicilina, que é sintetizada por Penicillium notatum, P. chrysogenum e alguns outros fungos; Também foi possível obter penicilinas semissintéticas (clivando as penicilinas naturais em ácido 6-aminopenicilânico, ao qual vários grupos laterais foram então quimicamente ligados).
Para os humanos, a penicilina é quase não tóxica e apenas em casos raros causa reações alérgicas adversas.
Muitas bactérias produzem penicilinase, que cliva o anel β-lactâmico e inativa a penicilina. Ao tratar o ácido 6-aminopenicilânico com cloretos de ácido, podem ser obtidas centenas de penicilinas (Figura 6). Muitas penicilinas semissintéticas não são decompostas pela penicilinase (uma enzima que tem a capacidade de decompor (inativar) penicilinas e cefalosporinas) e, devido à sua resistência aos ácidos, podem ser administradas por via oral.
Figura 6. Preparação de penicilinas semissintéticas pela ação de enzimas bacterianas sobre a penicilina.
Figura 7. Fórmulas estruturais de cefalosporina C, estreptomicina A, clormicetina, tetraciclina e actinomicina D (actinomicina C 1)
As cefalosporinas são produtos de uma das espécies do fungo Cephalosporium. A cefalosporina C possui um anel β-lactâmico e é estruturalmente semelhante à penicilina (Figura 7). Ao clivar a cadeia lateral e depois adicionar outros grupos laterais ao ácido 7-aminocefalosporânico resultante, é possível obter cefalosporinas semissintéticas (cefalotina, cefaloridina), que são semelhantes em sua ação aos derivados da penicilina.
A estreptomicina foi isolada pela primeira vez da cultura de Streptomyces griseus, mas também é sintetizada por algumas outras espécies de Streptomyces. A molécula de estreptomicina consiste em três partes: N-metil-L-2-glucosamina, metilpentose e inositol substituído por diguanidina (Figura 7). O sucesso da estreptomicina é explicado pelo seu efeito sobre uma série de bactérias álcool-ácido resistentes e gram-negativas que são insensíveis à penicilina. No entanto, a estreptomicina causa reações alérgicas graves nos pacientes. Este antibiótico também é utilizado na medicina veterinária e no combate a doenças de plantas.
A cloromicetina (cloranfenicol) foi descoberta pela primeira vez em culturas de Streptomyces venezuelae, mas também pode ser produzida sinteticamente (Figura 7). É excepcionalmente estável e atua contra muitas bactérias gram-negativas, incluindo espiroquetas, riquétsias e actinomicetos, bem como vírus grandes.
As tetraciclinas também são metabólitos de vários estreptomicetos (incluindo Streptomyces aureofaciens). Quimicamente, eles são muito próximos entre si e possuem o naftaceno como base de sua estrutura (Figura 7). Os mais conhecidos são clortetraciclina (aureomicina), oxitetraciclina (terramicina) e tetraciclina. As tetraciclinas têm amplo espectro de ação e são bem toleradas.
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-1.jpg" alt="> Metabólitos secundários Metabólitos secundários são substâncias orgânicas sintetizadas pelo corpo, mas"> Вторичные метаболиты Вторичные метаболиты - органические вещества, синтезируемые организмом, но не участвующие в росте, развитии или репродукции. Для своей жизнедеятельности бактерии также производить широкий спектр вторичных метаболитов. Среди них витамины, антибиотики, алкалоиды и прочие. Среди витаминов, образуемых микроорганизмами, заслуживают упоминания рибофлавин и витамин В 12. Рибофлавин выделяют главным образом аскомицеты; однако дрожжи (Candida) и бактерии (Clostridium) тоже синтезируют в !} grandes quantidades flavinas. A capacidade de formar vitamina B 12 é inerente às bactérias, em cujo metabolismo os corrinóides desempenham um papel importante (Propionibacterium, Clostridium). A mesma vitamina também é produzida pelos estreptomicetos. Quanto aos alcalóides, apenas os alcalóides do ergot, derivados do ácido lisérgico (ergotamina, ergotoxina) são extraídos do microrganismo.
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-2.jpg" alt="> Antibióticos Antibiótico é uma substância de origem microbiana, animal ou"> Антибио тики Антибиотик - вещество микробного, животного или !} origem vegetal, capaz de suprimir o crescimento de microrganismos ou causar sua morte.Os antibióticos de origem natural são mais frequentemente produzidos por actinomicetos, menos frequentemente por bactérias não miceliais. Alguns antibióticos têm um forte efeito inibitório sobre o crescimento e reprodução de bactérias e ao mesmo tempo causam relativamente pouco ou nenhum dano às células do macroorganismo e, portanto, são usados como medicação. Alguns antibióticos são usados como medicamentos citostáticos (antitumorais) no tratamento do câncer.
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-3.jpg" alt=">Classificação de antibióticos Uma enorme variedade de antibióticos e os tipos de seus efeitos no corpo humano"> Классификация антибиотиков Огромное разнообразие антибиотиков и видов их воздействия на организм человека явилось причиной классифицирования и разделения антибиотиков на группы. По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на две группы: бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться), бактерицидные (бактерии погибают, а затем выводятся из организма).!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-4.jpg" alt=">Classificação de antibióticos por estrutura química Antibióticos beta-lactâmicos (β- antibióticos lactâmicos, β-lactâmicos)"> Классификация антибиотиков по химической структуре Бета-лактамные антибиотики (β-лактамные антибиотики, β-лактамы) - группа антибиотиков, которые объединяет наличие в структуре β-лактамного кольца. В бета-лактамам относятся подгруппы пенициллинов, цефалоспоринов, карбапенемов и монобактамов. Сходство химической структуры предопределяет одинаковый механизм действия всех β- лактамов (нарушение синтеза клеточной стенки бактерий). !}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-5.jpg" alt=">Estrutura da penicilina (1) e cefalosporina (2)">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-6.jpg" alt="> Os macrolídeos são um grupo de medicamentos, principalmente antibióticos, a base de a estrutura química"> Макролиды - группа лекарственных средств, большей частью антибиотиков, основой химической структуры которых является макроциклическое 14 - или 16 -членное лактонное кольцо, к которому присоединены один или несколько углеводных остатков. Макролиды относятся к классу поликетидов, соединениям естественного происхождения. Также к макролидам относят: азалиды, представляющие собой 15 -членную макроциклическую структуру, получаемую путем включения атома азота в 14 -членное лактонное кольцо между 9 и 10 атомами углерода; телитромицин азитромицин рокитамицин кетолиды - 14 -членные макролиды, у которых к лактонному кольцу при 3 атоме углерода присоединена кетогруппа. природные эритромицин олеандомицин мидекамицин спирамицин лейкомицин джозамицин, полусинтетические рокситромицин кларитромицин диритромицин флуритромицин Макролиды относятся к числу наименее токсичных антибиотиков. При применении макролидов не отмечено случаев нежелательных лекарственных реакций, свойственных другим классам антимикробных препаратов.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-7.jpg" alt=">Estrutura da eritromicina">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-8.jpg" alt="> As tetraciclinas são um grupo de antibióticos pertencentes à classe dos policetídeos, semelhante em química"> Тетрациклины - группа антибиотиков, относящихся к классу поликетидов, близких по химическому строению и биологическим свойствам. Представители данного семейства характеризуются общим спектром и механизмом антимикробного действия, полной перекрёстной устойчивостью, близкими фармакологическими характеристиками. первый представитель данной группы антибиотиков - хлортетрациклин (торговые названия ауреомицин, биомицин) - выделен из культуральной жидкости лучистого гриба Streptomyces aureofaciens; окситетрациклин (террамицин) - выделен из культуральной жидкости другого актиномицета Streptomyces rimosus; полусинтетический антибиотик тетрациклин; был выделен из культуральной жидкости Streptomyces aureofaciens.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-9.jpg" alt="> Outras tetraciclinas importantes: derivados semissintéticos da oxitetraciclina - doxiciclina, metaciclina."> Другие важные тетрациклины: полусинтетические производные окситетрациклина - доксициклин, метациклин. производные тетрациклина - гликоциклин, морфоциклин. комбинированные лекарственные формы с олеандомицином - олететрин, олеморфоциклин. а также миноциклин. Тетрациклины являются антибиотиками широкого спектра действия. Высокоактивны in vitro в отношении !} número grande bactérias gram-positivas e gram-negativas. Em altas concentrações atuam sobre alguns protozoários. Pouco ou completamente inativo contra a maioria dos vírus e fungos. Não é suficientemente ativo contra bactérias ácido-resistentes
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-10.jpg" alt=">Estrutura da tetraciclina">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-11.jpg" alt="> Os aminoglicosídeos são um grupo de antibióticos cuja estrutura química comum é a presença"> Аминогликозиды - группа антибиотиков, общим в химическом строении которых является наличие в молекуле аминосахара, соединённого гликозидной связью с аминоциклическим кольцом. По химическому строению к аминогликозидам близок также спектиномицин, аминоциклитоловый антибиотик. Основное клиническое значение аминогликозидов заключается в их активности в отношении аэробных грамотрицательных бактерий. Аминогликозиды образуют необратимые ковалентные связи с белками 30 S-субъединицы бактериальных рибосом и нарушают биосинтез белков в рибосомах, вызывая разрыв потока генетической информации в клетке. Гентамицин так же может воздействовать на синтез белка, нарушая функции 50 S- субъединицы рибосомы!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-12.jpg" alt="> Os aminoglicosídeos são antibióticos bactericidas, ou seja, matam diretamente os sensíveis para eles"> Аминогликозиды являются бактерицидными антибиотиками, то есть непосредственно убивают чувствительные к ним микроорганизмы (в отличие от бактериостатических антибиотиков, которые лишь тормозят размножение микроорганизмов, а справиться с их уничтожением должен иммунитет организма хозяина). Поэтому аминогликозиды проявляют быстрый эффект при большинстве тяжёлых инфекций, вызванных чувствительными к ним микроорганизмами, и их клиническая эффективность гораздо меньше зависит от состояния иммунитета больного, чем эффективность бактериостатиков Основные препараты: стрептомицин, канамицин, неомицин, гентамицин, тобрамицин, нетилмицин, сизомицин, амикацин.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-13.jpg" alt="> Levomicetinas (Cloranfenicol) - o primeiro antibiótico obtido sinteticamente. Usado"> Левомицетины (Хлорамфеникол) - первый антибиотик, полученный синтетически. Применяют для лечения брюшного тифа, дизентерии и других заболеваний Использование ограничено по причине повышенной опасности серьезных Хлорамфеникол (левомицетин) осложнений - поражении костного мозга, вырабатывающего клетки крови. Действие - бактериостатическое.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-14.jpg" alt="> Antibióticos glicopeptídeos - consistem em peptídeos não ribossômicos cíclicos ou policíclicos glicosilados ."> Гликопептидные антибиотики - состоят из гликозилированных циклических или полициклических нерибосомных пептидов. Значимые гликопептидные антибиотики включают ванкомицин, тейкопланин, телаванцин, блеомицин, рамопланин и декапланин. Гликопептидные антибиотики нарушают синтез клеточной стенки бактерий. Оказывают бактерицидное действие, однако в отношении энтерококков, некоторых стрептококков и стафилококков действуют бактериостатически. Линкозамиды - группа антибиотиков, в которую входят природный антибиотик линкомицин и его полусинтетический аналог клиндамицин. Обладают бактериостатическими или бактерицидными свойствами в зависимости от концентрации в организме и чувствительности микроорганизмов. Полимиксины - группа бактерицидных антибиотиков, обладающих узким спектром активности против грамотрицательной флоры. . По химической природе это полиеновые соединения, включающие остатки полипептидов. В обычных дозах препараты этой группы действуют бактериостатически, в высоких концентрациях - оказывают бактерицидное действие. Из препаратов в основном применяются полимиксин В и полимиксин М. Обладают выраженной нефро- и нейротоксичностью.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-15.jpg" alt="> Antibióticos de origem animal Lysocy m (muramidase) - antibacteriano"> Антибиотики животного происхождения Лизоци м (мурамидаза) - антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные стенки бактерий путём гидролиза пептидогликана клеточной стенки бактерий муреина. ферменты содержатся в организмах животных, в первую очередь, в местах соприкосновения с !} ambiente- na membrana mucosa do trato gastrointestinal, fluido lacrimal, leite materno, saliva, muco nasofaríngeo, etc. As lisozimas são encontradas na saliva em grandes quantidades, o que explica suas propriedades antibacterianas. No leite materno humano, a concentração de lisozima é muito elevada (cerca de 400 mg/l). Isso é muito mais do que no leite de vaca. Ao mesmo tempo, a concentração de lisozima no leite materno não diminui com o tempo, mas seis meses após o nascimento da criança começa a aumentar. Ecmolin é um antibiótico proteico. Possui propriedades antibacterianas. Isolado de fígado de peixe. Aumenta o efeito de vários antibióticos bacterianos
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-16.jpg" alt="> Antibióticos de origem vegetal (fitoncidas) São muito diversos em termos químicos natureza:"> Антибиотики растительного происхождения (фитонциды) По химической природе очень разнообразны: гликозиды, терпеноиды, алкалоиды и другие вторичные метаболиты растений. Защитная роль проявляется не только в уничтожении микроорганизмов, но и в подавлении их размножения, в отрицательном хемотаксисе подвижных форм микроорганизмов, в стимулировании жизнедеятельности микроорганизмов, являющихся антагонистами патогенных форм для данного растения Например - аллейцин (род Allium - лук, чеснок,), иманин (зверобой), синигрин (хрен - р. Armorácia) и т. д.!}
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-17.jpg" alt=">Substâncias antibacterianas Sulfani lami dy são um grupo substancias químicas, derivados de para-"> Substâncias antibacterianas As sulfanilamidas são um grupo de substâncias químicas derivadas da para-aminobenzenossulfamida - amida do ácido sulfanílico (ácido para-aminobenzenossulfônico). A para-aminobenzenossulfamida - o composto mais simples da classe - também é chamada de estreptocida branco. Sulfanilamida tem estrutura um pouco mais complexa. Prontosil (estreptocida vermelho) foi o primeiro medicamento deste grupo e, em geral, o primeiro medicamento antibacteriano sintético do mundo
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-18.jpg" alt=">Substâncias antibacterianas Os agentes sulfonamidas disponíveis diferem nos parâmetros farmacológicos. Estreptocida,"> Антибактериальные вещества Имеющиеся сульфаниламидные средства различаются по фармакологическим параметрам. Стрептоцид, норсульфазол, сульфазин, сульфадимезин, этазол, сульфапиридазин, сульфадиметоксин и др. относительно легко всасываются и быстро накапливатся в крови и органах в бактериостатических концентрациях, проникают через гистогематические барьеры (гематоэнцефалический, плацентарный и др.); они находят применение при лечении различных инфекционных заболеваний. Другие препараты, такие как фталазол, фтазин, сульгин, трудно всасываются, относительно долго находятся в кишечнике в высоких концентрациях и выделяются преимущественно с калом. Поэтому они применяются главным образом при инфекционных заболеваниях !} gastrointestinal trato. O urosulfan é excretado em quantidades significativas pelos rins; é usado principalmente para infecções do trato urinário
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-19.jpg" alt=">Substâncias antibacterianas Quinolonas - grupo drogas antibacterianas, incluindo também fluoroquinolonas. As primeiras "> Substâncias antibacterianas As quinolonas são um grupo de medicamentos antibacterianos, incluindo também as fluoroquinolonas. Os primeiros medicamentos deste grupo, principalmente o ácido nalidíxico, foram usados por muitos anos apenas para infecções do trato urinário. As fluoroquinolonas são um grupo de substâncias medicinais com efeito antimicrobiano pronunciado atividade, amplamente utilizados na medicina como antibióticos de amplo espectro. Em termos de amplitude do espectro de ação antimicrobiana, atividade e indicações de uso, eles estão muito próximos dos antibióticos. As fluoroquinolonas são divididas em medicamentos do primeiro (pefloxacina, ofloxacina , ciprofloxacina, lomefloxacina, norfloxacina) e segunda geração (levofloxacina, esparfloxacina, moxifloxacina.
Src="https://present5.com/presentation/3/52712948_162925886.pdf-img/52712948_162925886.pdf-20.jpg" alt=">Substâncias antibacterianas Os nitrofuranos são um grupo de agentes antibacterianos, derivados de furano. K"> Антибактериальные вещества Нитрофураны - группа антибактериальных средств, производные фурана. К нитрофуранам чувствительны грамположительные и грамотрицательные бактерии, а также хламидии и некоторые простейшие (трихомонады, лямблии). Обычно Нитрофураны действуют на микроорганизмы бактериостатически, однако в высоких дозах они могут оказывать бактерицидное действие. Кроме того анибактериальное действие могут оказывать тяжелые металлы, цианиды, фенолы и т. д.!}
Produtos (substâncias) metabolismo secundário são sintetizados com base em compostos primários e podem acumular-se nas plantas, muitas vezes em quantidades significativas, determinando assim a especificidade do seu metabolismo. As plantas contêm uma grande quantidade de substâncias de origem secundária, que podem ser divididas em vários grupos.
Entre as substâncias biologicamente ativas (BAS), as mais conhecidas são classes amplas de compostos como alcalóides, isoprenóides, compostos fenólicos e seus derivados.
Alcalóides- compostos orgânicos contendo nitrogênio de natureza básica, principalmente de origem vegetal. A estrutura das moléculas de alcalóides é muito diversa e muitas vezes bastante complexa. O nitrogênio geralmente está localizado em heterociclos, mas às vezes é encontrado na cadeia lateral. Na maioria das vezes, os alcalóides são classificados com base na estrutura desses heterociclos ou de acordo com seus precursores biogenéticos - os aminoácidos. Os seguintes grupos principais de alcalóides são distinguidos: pirrolidina, piridina, piperidina, pirrolizidina, quinolizidina, quinazolina, quinolina, isoquinolina, indol, diidroindol (betalaínas), imidazol, purina, diterpeno, esteroidal (glicoalcalóides) e alcalóides sem heterociclos (protoalcalóides). Muitos dos alcalóides têm efeitos fisiológicos específicos, muitas vezes únicos, e são amplamente utilizados na medicina. Alguns alcalóides são venenos fortes (por exemplo, alcalóides curare).
Derivados de antraceno- um grupo de compostos naturais de cor amarela, laranja ou vermelha, que se baseiam na estrutura do antraceno. Eles podem ter graus variantes oxidação do anel médio (derivados de antrona, antranol e antraquinona) e da estrutura do esqueleto de carbono (compostos monoméricos, diméricos e condensados). A maioria deles são derivados da crisacina (1,8-dihidroxiantraquinona). Menos comuns são os derivados da alizarina (1,2-dihidroxiantraquinona). Nas plantas, os derivados do antraceno podem estar presentes na forma livre (agliconas) ou na forma de glicosídeos (antraglicosídeos).
Vitanólidos- grupo de fitoesteróides que recebeu o nome da planta indiana Withania somnifera (L.) Dunal (família Solanaceae), da qual foi isolado o primeiro composto desta classe, a withaferina A. Atualmente, diversas séries desta classe de compostos são conhecido. Withanolides são poli-hidroxiesteróides que possuem um anel lactona de seis membros na posição 17 e um grupo ceto em C1 no anel A. Alguns compostos contêm 4- beta- hidroxi-, 5- beta-, 6-beta-grupos epóxi.
Glicosídeos- compostos naturais amplamente difundidos que se decompõem sob a influência de vários agentes (ácido, álcali ou enzima) em uma parte de carboidrato e uma aglicona (genina). A ligação glicosídica entre açúcar e aglicona pode ser formada com a participação de átomos de O, N ou S (O-, N- ou S-glicosídeos), bem como devido a Átomos CC(C-glicosídeos). Os O-glicosídeos são mais difundidos no mundo vegetal. Os glicosídeos podem diferir entre si tanto na estrutura da aglicona quanto na estrutura da cadeia do açúcar. Os componentes dos carboidratos são representados por monossacarídeos, dissacarídeos e oligossacarídeos e, consequentemente, os glicosídeos são chamados de monosídeos, biosídeos e oligosídeos. Grupos peculiares de compostos naturais são glicosídeos cianogênicos E tioglicosídeos (glucosinolatos). Os glicosídeos cianogênicos podem ser representados como derivados alfa-hidroxinitrilas contendo ácido cianídrico. Eles são comuns entre as plantas da família. Rosáceas, subfamília Prunoideae, concentrando-se predominantemente em suas sementes (por exemplo, glicosídeos de amigdalina e prunasina nas sementes de Amygdalus communis L., Armeniaca vulgaris Lam.).
Os tioglicosídeos (glucosinolatos) são atualmente considerados derivados do hipotético ânion - glucosinolato, daí o segundo nome. Até agora, os glucosinolatos foram encontrados apenas em plantas dicotiledôneas e são característicos da família. Brassicaceae, Capparidaceae, Resedaceae e outros representantes da ordem Capparales. Nas plantas, eles estão contidos na forma de sais com metais alcalinos, na maioria das vezes com potássio (por exemplo, glucosinolato de sinigrina das sementes de Brassica juncea (L.) Czern. e B. nigra (L.) Koch).
Isoprenóides- uma extensa classe de compostos naturais considerados produtos da transformação biogênica do isopreno. Estes incluem vários terpenos, seus derivados - terpenóides e esteróides. Alguns isoprenóides são fragmentos estruturais de antibióticos, algumas vitaminas, alcalóides e hormônios animais.
Terpenos E terpenóides- hidrocarbonetos insaturados e seus derivados de composição (C 5 H 8) n, onde n = 2 ou n > 2. Com base no número de unidades de isopreno, eles são divididos em várias classes: mono-, sesqui-, di-, tri -, tetra- e politerpenóides.
Monoterpenóides(C 10 H 16) e sesquiterpenóides(C 15 H 24) são componentes comuns de óleos essenciais. O grupo de monoterpenóides ciclopentanóides inclui glicosídeos iridóides (pseudoindicanos), altamente solúveis em água e muitas vezes têm um sabor amargo. O nome "iridoides" refere-se à relação estrutural e possivelmente biogenética da aglicona com o iridodial, obtido de formigas do gênero Iridomyrmex; “pseudoindicans” - com formação de cor azul em ambiente ácido. Com base no número de átomos de carbono no esqueleto da parte aglicona, os glicosídeos iridóides são divididos em 4 tipos: C 8, C 9, C 10 e C 14. São característicos apenas de angiospermas da classe dicotiledônea, e as famílias mais ricas em iridóides incluem as famílias Scrophulariaceae, Rubiaceae, Lamiaceae, Verbenaceae e Bignoniaceae.
Diterpenóides(C 20 H 32) são encontrados principalmente em diversas resinas. São representados por ácidos (ácidos resinólicos), álcoois (resinóis) e hidrocarbonetos (resenos). Existem resinas reais (breu, dammara), resinas de óleo (terebintina, bálsamo do Canadá), resinas de goma (goma), resinas de goma de óleo (incenso, mirra, assa-fétida). Os óleos de resina, que são uma solução de resinas em óleo essencial e contêm ácidos benzóico e cinâmico, são chamados de bálsamos. Bálsamos peruanos, tolutanos, styrax, etc. são usados na medicina.
Triterpenóides(C 30 H 48) são encontrados predominantemente na forma de saponinas, cujas agliconas são representadas por compostos pentacíclicos (derivados de ursano, oleano, lupano, hopano, etc.) ou tetracíclicos (derivados de dammaran, cicloartan, zufan).
PARA tetraterpenóides(C 40 H 64) são pigmentos vegetais solúveis em gordura nas cores amarela, laranja e vermelha - carotenóides, precursores da vitamina A (pró-vitaminas A). Eles são divididos em carotenos (hidrocarbonetos insaturados que não contêm oxigênio) e xantofilas (carotenóides contendo oxigênio com grupos hidroxila, metoxi, carboxila, ceto e epóxi). Amplamente distribuído nas plantas alfa-, beta- E gama-carotenos, licopeno, zeaxantina, violaxantina, etc.
O último grupo de isoprenóides da composição (C 5 H 8) n é politerpenóides, que incluem borracha natural e guta.
Glicosídeos cardiotônicos, ou Glicosídeos cardíacos, - heterosídeos, cujas agliconas são esteróides, mas diferem de outros esteróides pela presença na molécula, em vez de uma cadeia lateral em C 17, de um anel de lactona insaturado: um butenolídeo de cinco membros ( cardenolídeos) ou um anel de coumalina de seis membros ( bufadienolídeos). Todas as agliconas de glicosídeos cardiotônicos possuem grupos hidroxila em C 3 e C 14 e grupos metil em C 13. Em C 10 pode ser alfa grupos metil, aldeído, carbinol ou carboxila orientados a orientação. Além disso, podem ter grupos hidroxila adicionais em C1, C2, C5, C11, C12 e C16; este último é por vezes acilado com ácido fórmico, acético ou isovalérico. Os glicosídeos cardiotônicos são usados na medicina para estimular as contrações miocárdicas. Alguns deles são diuréticos.
Xantonas- uma classe de compostos fenólicos com a estrutura de dibenzo- gama-pirona. A molécula contém hidroxi, metoxi, acetoxi, metilenodioxi e outros radicais como substituintes. São conhecidos compostos contendo um anel pirano. Uma característica das xantonas é a proliferação de derivados contendo cloro. As xantonas são encontradas na forma livre e na composição de O- e C-glicosídeos. Dos C-glicosídeos xantônicos, o mais famoso é a mangiferina, que foi uma das primeiras a ser introduzida na prática médica.
Cumarinas- compostos naturais cuja estrutura é baseada em 9,10-benzo- alfa-pirão. Eles também podem ser considerados derivados de ácidos orto-hidroxicinâmico ( orto-Kumarova). Eles são classificados em derivados hidroxi e metoxi, furo- e piranocumarinas, 3,4-benzocumarinas e cumestanos (coumestrols).
Lignanas- substâncias fenólicas naturais, derivados de dímeros de unidades fenilpropano (C 6 -C 3), interligados beta-átomos de carbono das cadeias laterais. A diversidade das lignanas se deve à presença de vários substituintes nos anéis de benzeno e à natureza da ligação entre eles, ao grau de saturação das cadeias laterais, etc. De acordo com sua estrutura, são divididos em vários grupos: diarilbutano (guaiarético ácido), 1-feniltetrahidronaftaleno (podofilotoxina, peltatinas), benzilfeniltetrahidrofurano (lariciresinol e seu glicosídeo), difeniltetrahidrofurofurano (sésamina, siringaresinol), tipos dibenzociclooctano (eschisandrina, esquisandrol), etc.
Ligninas são polímeros tridimensionais irregulares, cujos precursores são álcoois hidroxicinâmicos ( par-cumárico, coniferil e sinápico), e são material de construção paredes celulares de madeira. A lignina é encontrada em tecidos vegetais lignificados junto com a celulose e as hemiceluloses e está envolvida na criação de elementos de suporte do tecido mecânico.
Melaninas- compostos fenólicos poliméricos, encontrados esporadicamente nas plantas e representam o grupo de compostos naturais menos estudado. Eles são pintados de preto ou marrom-escuro e são chamados alomelaninas. Ao contrário dos pigmentos de origem animal, não contêm nitrogênio (ou contêm muito pouco). Após a clivagem alcalina, formam os ácidos pirocatecol, protocatecuico e salicílico.
Naftoquinonas- pigmentos vegetais quinóides encontrados em vários órgãos(em raízes, madeira, cascas, folhas, frutos e menos frequentemente em flores). Como substituintes, os derivados de 1,4-naftoquinona contêm hidroxila, metil, prenil e outros grupos. O mais famoso é o pigmento vermelho shikonin, encontrado em alguns representantes da família. Boraginaceae (espécies dos gêneros Arnebia Forrsk., Echium L., Lithospermum L. e Onosma L.).
Saponinas (saponizidas)- glicosídeos com atividade hemolítica e de superfície (detergentes), bem como toxicidade para animais de sangue frio. Dependendo da estrutura da aglicona (sapogenina), elas são divididas em esteróides e triterpenóides. A parte carboidrato das saponinas pode conter de 1 a 11 monossacarídeos. Os mais comuns são os ácidos D-glicose, D-galactose, D-xilose, L-ramnose, L-arabinose, D-galacturônico e D-glucurônico. Eles formam cadeias lineares ou ramificadas e podem se ligar ao grupo hidroxila ou carboxila da aglicona.
Esteróides- uma classe de compostos em cuja molécula existe um esqueleto de ciclopentanoperidrofenantreno. Os esteróides incluem esteróis, vitaminas D, hormônios esteróides, agliconas de saponinas esteróides e glicosídeos cardiotônicos, ecdisonas, vitanólidos e alcalóides esteróides.
Os esteróis vegetais, ou fitoesteróis, são álcoois contendo 28-30 átomos de carbono. Eles pertencem a beta-sitosterol, estigmasterol, ergosterol, campesterol, espinasterol, etc. Alguns deles, por exemplo beta-sitosterol, são usados na medicina. Outros são usados para obter medicamentos esteróides - hormônios esteróides, vitamina D, etc.
As saponinas esteróides contêm 27 átomos de carbono, sua cadeia lateral forma um sistema espiroestanol dos tipos espirostanol ou furanostanol. Uma das sapogeninas esteróides, a diosgenina, isolada dos rizomas de Dioscorea, é fonte para obtenção de medicamentos hormonais importantes para a medicina (cortisona, progesterona).
Estilbenos podem ser considerados compostos fenólicos com dois anéis benzênicos, possuindo a estrutura C 6 -C 2 -C 6. Este é um grupo relativamente pequeno de substâncias encontradas principalmente na madeira. Vários tipos pinho, abeto e eucalipto são elementos estruturais dos taninos.
Taninos (taninos)- compostos de alto peso molecular com peso molecular médio de cerca de 500-5000, às vezes até 20.000, capazes de precipitar proteínas, alcalóides e ter sabor adstringente. Os tanetos são divididos em hidrolisáveis, que se decompõem sob hidrólise ácida ou enzimática em suas partes mais simples (incluem galotaninos, elagitaninos e ésteres não sacarídicos de ácidos carboxílicos) e condensados, que não se decompõem sob a influência de ácidos, mas formam produtos de condensação - flobafenos. Estruturalmente, podem ser considerados derivados de flavan-3-óis (catequinas), flavan-3,4-dióis (leucoantocianidinas) e hidroxistilbenos.
Compostos fenólicos representam uma das classes mais difundidas e numerosas de compostos secundários em organismos vegetais com diversas atividades biológicas. Estes incluem substâncias de natureza aromática que contêm um ou mais grupos hidroxila ligados aos átomos de carbono do núcleo aromático. Esses compostos são muito heterogêneos na estrutura química; são encontrados nas plantas na forma de monômeros, dímeros, oligômeros e polímeros.
A classificação dos fenóis naturais é baseada no princípio biogenético. As ideias modernas sobre a biossíntese permitem dividir os compostos fenólicos em vários grupos principais, organizando-os em ordem de complexidade da estrutura molecular.
Os mais simples são os compostos com um anel benzênico - fenóis simples, ácidos benzóicos, álcoois fenólicos, ácidos fenilacéticos e seus derivados. Com base no número de grupos OH, eles distinguem entre fenóis simples monoatômicos (fenol), diatômicos (pirocatecol, resorcinol, hidroquinona) e triatômicos (pirogalol, floroglucinol, etc.). Na maioria das vezes eles são encontrados na forma ligada na forma de glicosídeos ou ésteres e são elementos estruturais de compostos mais complexos, inclusive poliméricos (taninos).
Fenóis mais diversos são derivados da série fenilpropano (fenilpropanóides), contendo um ou mais fragmentos C 6 -C 3 em sua estrutura. Os fenilpropanóides simples incluem álcoois e ácidos hidroxicinâmicos, seus ésteres e formas glicosiladas, bem como fenilpropanos e cinamoilamidas.
Os compostos biogeneticamente relacionados aos fenilpropanóides incluem cumarinas, flavonóides, cromonas, compostos diméricos - lignanas e compostos poliméricos - ligninas.
Alguns grupos de compostos fenilpropanóides constituem complexos originais que combinam derivados de flavonóides, cumarinas, xantonas e alcalóides com lignanas (flavolignanas, cumarinolignanas, xantolaninas e alcaloidolignanas). Um grupo único de substâncias biologicamente ativas são os flavolignanos de Silybum marianum (L.) Gaertn. (silibina, silidianina, silicristina), que apresentam propriedades hepatoprotetoras.
Fitoncidas- são compostos incomuns de biossíntese secundária, produzidos por plantas superiores e que influenciam outros organismos, principalmente microrganismos. As substâncias antibacterianas mais ativas estão contidas na cebola (Allium sulfur L.) e no alho (Allium sativum L.), deste último foi isolado o composto antibiótico alicina (um derivado do aminoácido aliina).
Flavonóides pertencem ao grupo dos compostos com estrutura C 6 -C 3 -C 6, e a maioria deles são derivados de 2-fenilbenzopirano (flavan) ou 2-fenilbenzo- gama-pirona (flavona). Sua classificação é baseada no grau de oxidação do fragmento de três carbonos, na posição do radical fenil lateral, no tamanho do heterociclo e em outras características. Os derivados de flavan incluem catequinas, leucoantocianidinas e antocianidinas; aos derivados de flavonas - flavonas, flavonóis, flavanonas, flavanonóis. Os flavonóides também incluem auronas (derivados de 2-benzofuranona ou 2-benzilideno cumaranona), chalconas e diidrocalconas (compostos com anel pirano aberto). Menos comuns na natureza são os isoflavonóides (com um radical fenil em C3), neoflavonóides (derivados de 4-fenilcromona), biflavonóides (compostos diméricos que consistem em flavonas, flavanonas e flavona-flavanonas ligadas por uma ligação CC). Derivados de isoflavonóides incomuns incluem pterocarpanos E rotenóides, que contém um heterociclo adicional. Os pterocarpanos ganharam atenção depois que se descobriu que muitos deles desempenhavam um papel fitoalexinas, desempenhando funções protetoras contra fitopatógenos. A rotenona e compostos relacionados são tóxicos para os insetos e, portanto, são inseticidas eficazes.
Cromonas- compostos resultantes da condensação gama-anéis de pirona e benzeno (derivados de benzo gama-pirão). Normalmente, todos os compostos desta classe possuem um grupo metil ou hidroximetil (aciloximetil) na posição 2. São classificados segundo o mesmo princípio das cumarinas: de acordo com o número e tipo de ciclos condensados com o núcleo cromônico (benzocromonas, furocromonas, piranocromonas, etc.).
Ecdisteróides- compostos polioxiesteróides que possuem atividade de hormônios de muda de insetos e metamorfose de artrópodes. Os hormônios naturais mais conhecidos são alfa-ecdisona e beta-ecdisona (ecdisterona). A estrutura das ecdisonas é baseada em um esqueleto esteróide, onde uma cadeia alifática de 8 átomos de carbono está ligada na posição 17. De acordo com os conceitos modernos, os verdadeiros ecdisteróides incluem todos os compostos esteróides que possuem cis-conexão dos anéis A e B, grupo 6-ceto, ligação dupla entre C 7 e C 8 e 14- alfa-grupo hidroxila, independentemente de sua atividade no teste do hormônio da muda. O número e a posição de outros substituintes, incluindo grupos OH, são diferentes. Os fitoecdisteróides são metabólitos secundários amplamente difundidos (mais de 150 estruturas diferentes foram identificadas) e são mais variáveis que os zooecdisteróides. O número total de átomos de carbono em um composto deste grupo pode ser de 19 a 30.
Óleos essenciais- misturas líquidas voláteis matéria orgânica, produzido pelas plantas, causando seu cheiro. A composição dos óleos essenciais inclui hidrocarbonetos, álcoois, ésteres, cetonas, lactonas e componentes aromáticos. Os compostos terpenóides predominam nas subclasses de monoterpenóides, sesquiterpenóides e, ocasionalmente, diterpenóides; além disso, “terpenóides aromáticos” e fenilpropanóides são bastante comuns. As plantas contendo óleos essenciais (transportadores essenciais) estão amplamente representadas na flora mundial. As plantas dos trópicos e subtrópicos secos são especialmente ricas neles.
A grande maioria dos produtos do metabolismo secundário pode ser sintetizada de forma puramente química em laboratório e, em alguns casos, tal síntese acaba sendo economicamente lucrativa. Porém, não devemos esquecer que na fitoterapia é importante toda a soma de substâncias biológicas que se acumulam na planta. Portanto, a possibilidade de síntese em si não é decisiva neste sentido.
Sob metabolismo ou metabolismo, compreender a totalidade das reações químicas do corpo que lhe fornecem substâncias para construir o corpo e energia para manter a vida. Algumas das reações são semelhantes para todos os organismos vivos (a formação e degradação de ácidos nucléicos, proteínas e peptídeos, bem como a maioria dos carboidratos, alguns ácidos carboxílicos, etc.) e são chamadas metabolismo primário (ou metabolismo primário).
Além das reações metabólicas primárias, há um número significativo de vias metabólicas que levam à formação de compostos que são característicos apenas de certos grupos de organismos, às vezes muito poucos.
Essas reações, segundo I. Capek (1921) e K. Pekh (1940), são unidas pelo termo metabolismo secundário , ou intercâmbio, e seus produtos são chamados de produtos metabolismo secundário, ou compostos secundários (às vezes metabólitos secundários).
Conexões secundárias são formados predominantemente vegetativamente grupos sedentários organismos vivos - plantas e fungos, bem como muitos procariontes.
Nos animais, os produtos metabólicos secundários raramente são formados, mas geralmente vêm de fora junto com os alimentos vegetais.
O papel dos produtos metabólicos secundários e as razões do seu aparecimento em um grupo ou outro são diferentes. Na forma mais geral, são atribuídos significado adaptativo e, em sentido amplo, propriedades protetoras.
O rápido desenvolvimento da química dos compostos naturais nas últimas três décadas, associado à criação de instrumentos analíticos de alta resolução, fez com que o mundo "conexões secundárias" expandiu significativamente. Por exemplo, o número de alcalóides conhecidos hoje se aproxima de 5.000 (de acordo com algumas fontes, 10.000), compostos fenólicos - 10.000, e esses números crescem não apenas a cada ano, mas também a cada mês.
Qualquer material vegetal contém sempre um conjunto complexo de compostos primários e secundários, que, como já mencionado, determinam a versatilidade da ação. plantas medicinais. No entanto, o papel de ambos na fitoterapia moderna ainda é diferente.
Existem relativamente poucos objetos conhecidos cujo uso na medicina é determinado principalmente pela presença de compostos primários neles. No entanto, no futuro é possível que o seu papel na medicina aumente e a sua utilização como fontes de novos agentes imunomoduladores possa ser obtida.
Os produtos metabólicos secundários são usados na medicina moderna com muito mais frequência e ampla variedade. Isto se deve ao seu efeito farmacológico tangível e muitas vezes muito “brilhante”.
Formados com base em compostos primários, eles podem se acumular na forma pura ou sofrer glicosilação durante reações metabólicas, ou seja, aparecem ligados a uma molécula de algum açúcar.
Como resultado da glicosilação surgem moléculas - heterosídeos, que se diferenciam dos compostos secundários, via de regra, pela melhor solubilidade, o que facilita sua participação nas reações metabólicas e, nesse sentido, é de grande importância biológica.
As formas glicosiladas de quaisquer compostos secundários são geralmente chamadas de glicosídeos.
Substâncias de síntese primária são formados no processo de assimilação, ou seja, transformação de substâncias que entram no corpo vindas de fora em substâncias do próprio corpo (protoplasto de células, substâncias de reserva, etc.).
As substâncias de síntese primária incluem aminoácidos, proteínas, lipídios, carboidratos, enzimas, vitaminas e ácidos orgânicos.
Lipídios (gorduras), carboidratos (polissacarídeos) e vitaminas são amplamente utilizados na prática médica (as características desses grupos de substâncias são fornecidas nos tópicos relevantes).
Esquilos, junto com lipídios e carboidratos, constituem a estrutura das células e tecidos de um organismo vegetal, participam dos processos de biossíntese e são um material energético eficaz.
Proteínas e aminoácidos de plantas medicinais têm efeito benéfico inespecífico no corpo do paciente. Eles influenciam a síntese de proteínas, criam condições para maior síntese de corpos imunológicos, o que leva ao aumento forças protetoras corpo. A síntese melhorada de proteínas também inclui uma síntese enzimática melhorada, resultando num metabolismo melhorado. Aminas e aminoácidos biogênicos desempenham um papel importante na normalização dos processos nervosos.
Esquilos- biopolímeros, cuja base estrutural é constituída por longas cadeias polipeptídicas, construídas a partir de resíduos de α-aminoácidos ligados entre si por ligações peptídicas. As proteínas são divididas em simples (apenas aminoácidos são produzidos durante a hidrólise) e complexas - nelas a proteína está associada a substâncias de natureza não proteica: com ácidos nucléicos (nucleoproteínas), polissacarídeos (glicoproteínas), lipídios (lipoproteínas), pigmentos (cromoproteínas), íons metálicos (metaloproteínas), resíduos de ácido fosfórico (fosfoproteínas).
No momento, quase não existem objetos de origem vegetal, cujo uso seria determinado principalmente pela presença de proteínas neles. No entanto, é possível que no futuro as proteínas vegetais modificadas possam ser utilizadas como meio de regular o metabolismo do corpo humano.
Lipídios - gorduras e substâncias semelhantes a gordura que são derivadas de ácidos graxos superiores, álcoois ou aldeídos.
Eles são divididos em simples e complexos.
Para simples São lipídios cujas moléculas contêm apenas resíduos de ácidos graxos (ou aldeídos) e álcoois. Dos lipídios simples encontrados em plantas e animais estão as gorduras e os óleos graxos, que são os triacilgliceróis (triglicerídeos) e as ceras.
Estes últimos consistem em ésteres de ácidos graxos superiores de álcoois superiores mono ou diatômicos. Perto das gorduras estão as prostaglandinas, que são formadas no corpo a partir de ácidos graxos poliinsaturados. Por natureza química, são derivados do ácido prostanóico com esqueleto de 20 átomos de carbono e contendo um anel ciclopentano.
Lipídios complexos divididos em dois grandes grupos:
fosfolipídios e glicolipídios (isto é, compostos que possuem um resíduo de ácido fosfórico ou um componente de carboidrato em sua estrutura). Como parte das células vivas, os lipídios desempenham um papel importante nos processos de suporte à vida, formando reservas de energia em plantas e animais.
Ácidos nucleicos - biopolímeros cujas unidades monoméricas são nucleotídeos constituídos por um resíduo de ácido fosfórico, um componente carboidrato (ribose ou desoxirribose) e uma base nitrogenada (purina ou pirimidina). Existem ácidos desoxirriboucléicos (DNA) e ácidos ribonucléicos (RNA). Ácidos nucleicos de plantas em fins medicinais ainda não está em uso.
Enzimas ocupam um lugar especial entre as proteínas. O papel das enzimas nas plantas é específico - elas são catalisadoras para a maioria reações químicas.
Todas as enzimas são divididas em 2 classes: monocomponente e bicomponente. As enzimas de componente único consistem apenas em proteínas,
dois componentes - de proteína (apoenzima) e parte não proteica (coenzima). As vitaminas podem ser coenzimas.
As seguintes preparações enzimáticas são usadas na prática médica:
- "Niguedaza " - das sementes de nigella damascena - Nigella damascena, fam. Ranunculáceas - Ranunculáceas. O medicamento é baseado em uma enzima lipolítica que provoca a degradação hidrolítica das gorduras de origem vegetal e animal.
A droga é eficaz para pancreatite, enterocolite e diminuição da atividade lipolítica do suco digestivo relacionada à idade.
- "Karipazim" e "Lekozim" - do suco leitoso seco (látex) do mamão (meloeiro) - Carica papaya L., fam. papaeves - Cariacáceas.
No coração de "Karipazim"" - a soma das enzimas proteolíticas (papaína, quimopapaína, peptidase).
Usado para queimaduras de terceiro grau, acelera a rejeição de crostas, limpa feridas granulares de massas necróticas purulentas.
No coração de "Lekozima"" - enzima proteolítica papaína e enzima mucolítica lisozima. Utilizado na prática ortopédica, traumatológica e neurocirúrgica para osteocondrose intervertebral, bem como em oftalmologia para reabsorção de exsudatos.
Ácidos orgânicos, junto com carboidratos e proteínas, são as substâncias mais comuns nas plantas.
Eles participam da respiração das plantas, da biossíntese de proteínas, gorduras e outras substâncias. Os ácidos orgânicos referem-se a substâncias de síntese primária (málico, acético, oxálico, ascórbico) e de síntese secundária (ursólico, oleanólico).
Os ácidos orgânicos são substâncias farmacologicamente ativas e participam do efeito geral de medicamentos e formas medicinais de plantas:
Os ácidos salicílico e ursólico têm efeitos antiinflamatórios;
Os ácidos málico e succínico são doadores de grupos energéticos, ajudando a aumentar o desempenho físico e mental;
Ácido ascórbico - vitamina C.
Vitaminas- um grupo especial de substâncias orgânicas que desempenham importantes funções biológicas e bioquímicas nos organismos vivos. Esses compostos orgânicos de diversas naturezas químicas são sintetizados principalmente por plantas, bem como por microrganismos.
Humanos e animais que não as sintetizam necessitam de vitaminas em quantidades muito pequenas em comparação com os nutrientes (proteínas, carboidratos, gorduras).
Mais de 20 vitaminas são conhecidas. Eles possuem designações de letras, nomes químicos e nomes que caracterizam sua ação fisiológica. As vitaminas são classificadas a solúvel em água (ácido ascórbico, tiamina, riboflavina, ácido pantotênico, piridoxina, ácido fólico, cianocobalamina, nicotinamida, biotina)
e solúveis em gordura (retinol, filoquinona, calciferóis, tocoferóis). Para parecer vitaminado as substâncias incluem alguns flavonóides, ácidos lipóico, orótico, pangâmico, colina, inositol.
O papel biológico das vitaminas é diverso. Uma estreita ligação foi estabelecida entre vitaminas e enzimas. Por exemplo, a maioria das vitaminas B são precursoras de coenzimas e grupos protéticos de enzimas.
Carboidratos- uma ampla classe de substâncias orgânicas, que inclui compostos polioxicarbonílicos e seus derivados. Dependendo do número de monômeros na molécula, eles são divididos em monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.
Os carboidratos constituídos exclusivamente por compostos polioxicarbonílicos são chamados de homosídeos, e seus derivados, cuja molécula contém resíduos de outros compostos, são chamados de heterosídeos. Os heterosídeos incluem todos os tipos de glicosídeos.
Mono e oligossacarídeos são componentes normais de qualquer célula viva. Nos casos em que se acumulam em quantidades significativas, são classificadas como substâncias chamadas ergásticas.
Os polissacarídeos, via de regra, sempre se acumulam em quantidades significativas como resíduos do protoplasto.
Monossacarídeos e oligossacarídeos são utilizados em sua forma pura, geralmente na forma de glicose, frutose e sacarose. Por serem substâncias energéticas, os mono e oligossacarídeos são normalmente utilizados como excipientes na fabricação de diversas formas farmacêuticas.
As plantas são fontes desses carboidratos (cana-de-açúcar, beterraba, uva, madeira hidrolisada de diversas coníferas e angiospermas lenhosas).
Várias formas são sintetizadas em plantas polissacarídeos, que diferem entre si tanto na estrutura quanto nas funções desempenhadas. Os polissacarídeos são amplamente utilizados na medicina em diversas formas. Em particular, o amido e os seus produtos de hidrólise, bem como a celulose, a pectina, os alginatos, as gomas e as mucilagens são amplamente utilizados.
Celulose (fibra) - polímero que constitui a maior parte das paredes celulares das plantas. Acredita-se que a molécula de fibra em diferentes plantas contenha de 1.400 a 10.000 resíduos de β-D-glicose.
Amido e inulina pertencem a polissacarídeos de armazenamento.
O amido é 96-97,6% composto por dois polissacarídeos: amilose (glucano linear) e amilopectina (glucano ramificado).
É sempre armazenado na forma de grãos de amido durante o período de fotossíntese ativa. Entre os representantes da família. Asteráceas E Satrapi/aseae As frutosanas (inulina) acumulam-se, especialmente em grandes quantidades, nos órgãos subterrâneos.
Limo e goma Goma) - misturas de homo e heterossacarídeos e poliuronídeos. As gomas são constituídas por heteropolissacarídeos com a participação obrigatória de ácidos urônicos, cujos grupos carbonila estão associados aos íons Ca 2+, K + e Mg 2+.
Com base na sua solubilidade em água, as gomas são divididas em 3 grupos:
Arábica, altamente solúvel em água (damasco e árabe);
Bassorinaceae, pouco solúvel em água, mas altamente inchada nela (tragacanto)
E cerazina, pouco solúvel e pouco intumescente em água (cereja).
Lodo, ao contrário das gomas, podem ser neutras (não contêm ácidos urônicos), além de apresentarem menor peso molecular e serem altamente solúveis em água.
Substâncias pécticas- heteropolissacarídeos de alto peso molecular, cujo principal componente estrutural é o ácido β-D-galacturônico (poligalacturonida).
Nas plantas, as substâncias pécticas estão presentes na forma de protopectina insolúvel - um polímero de ácido poligalacturônico metoxilado com galactano e araban da parede celular: as cadeias de poliuronídeos são interligadas por íons Ca 2+ e Mg 2+.
Substâncias do metabolismo secundário
Substâncias de síntese secundária são formados nas plantas como resultado
Dissimilação.
A dissimilação é o processo de decomposição de substâncias de síntese primária em substâncias mais simples, acompanhada pela liberação de energia. A partir dessas substâncias simples, com o gasto da energia liberada, formam-se substâncias de síntese secundária. Por exemplo, a glicose (a substância de síntese primária) se decompõe em ácido acético, a partir do qual é sintetizado o ácido mevalônico e, por meio de uma série de produtos intermediários, todos os terpenos.
As substâncias de síntese secundária incluem terpenos, glicosídeos, compostos fenólicos e alcalóides. Todos eles participam do metabolismo e desempenham certas funções importantes para as plantas.
As substâncias de síntese secundária são utilizadas na prática médica com muito mais frequência e de forma mais ampla do que as substâncias de síntese primária.
Cada grupo de substâncias vegetais não está isolado e está inextricavelmente ligado a outros grupos por processos bioquímicos.
Por exemplo:
A maioria dos compostos fenólicos são glicosídeos;
Os amargos da classe dos terpenos são glicosídeos;
Os esteróides vegetais são de origem terpenos, enquanto os glicosídeos cardíacos, as saponinas esteróides e os alcalóides esteróides são glicosídeos;
Os carotenóides, derivados dos tetraterpenos, são vitaminas;
Monossacarídeos e oligossacarídeos fazem parte dos glicosídeos.
Todas as plantas contêm substâncias de síntese primária, substâncias de síntese secundária
plantas de espécies, gêneros e famílias individuais acumulam alta síntese.
Metabólitos secundários são formados principalmente em grupos vegetativamente sedentários de organismos vivos - plantas e fungos.
O papel dos produtos metabólicos secundários e as razões do seu aparecimento em um ou outro grupo sistemático são diferentes. Na forma mais geral, são atribuídos significado adaptativo e, em sentido amplo, propriedades protetoras.
Na medicina moderna, os produtos metabólicos secundários são utilizados de forma muito mais ampla e frequente do que os metabólitos primários.
Isto está frequentemente associado a um efeito farmacológico muito pronunciado e a múltiplos efeitos em vários sistemas e órgãos de humanos e animais. Eles são sintetizados com base em compostos primários e podem acumular-se na forma livre ou durante reações metabólicas sofrem glicosilação, ou seja, ligam-se a algum açúcar.
Alcalóides - compostos orgânicos contendo nitrogênio de natureza básica, principalmente de origem vegetal. A estrutura das moléculas de alcalóides é muito diversa e muitas vezes bastante complexa.
O nitrogênio geralmente está localizado em heterociclos, mas às vezes é encontrado na cadeia lateral. Na maioria das vezes, os alcalóides são classificados com base na estrutura desses heterociclos, ou de acordo com seus precursores biogenéticos - aminoácidos.
Os seguintes grupos principais de alcalóides são distinguidos: pirrolidina, piridina, piperidina, pirrolizidina, quinolizidina, quinazolina, quinolina, isoquinolina, indol, diidroindol (betalaínas), imidazol, purina, diterpeno, esteroidal (glicoalcalóides) e alcalóides sem heterociclos (protoalcalóides). Muitos dos alcalóides têm efeitos fisiológicos específicos, muitas vezes únicos, e são amplamente utilizados na medicina. Alguns alcalóides são venenos fortes (por exemplo, alcalóides curare).
Derivados de antraceno- um grupo de compostos naturais de cor amarela, laranja ou vermelha, baseados na estrutura do antraceno. Eles podem ter diferentes graus de oxidação do anel médio (derivados de antrona, antranol e antraquinona) e estrutura de esqueleto de carbono (compostos monoméricos, diméricos e fundidos). A maioria deles são derivados da crisacina (1,8-dihidroxiantraquinona). Menos comuns são os derivados da alizarina (1,2-dihidroxiantraquinona). Nas plantas, os derivados do antraceno podem estar presentes na forma livre (agliconas) ou na forma de glicosídeos (antraglicosídeos).
Vitanólidos - grupo de fitoesteróides.Atualmente são conhecidas diversas séries desta classe de compostos. Withanolides são poli-hidroxiesteróides que possuem um anel lactona de 6 membros na posição 17 e um grupo ceto em C1 no anel A.
Glicosídeos - compostos naturais difundidos que se decompõem sob a influência de vários agentes (ácido, álcali ou enzima) em uma parte de carboidrato e uma aglicona (genina). A ligação glicosídica entre o açúcar e a aglicona pode ser formada com a participação de átomos de O, N ou S (O-, N- ou S-glicosídeos), bem como por meio de átomos C-C (C-glicosídeos).
Os O-glicosídeos são mais difundidos no mundo vegetal). Os glicosídeos podem diferir entre si tanto na estrutura da aglicona quanto na estrutura da cadeia do açúcar. Os componentes dos carboidratos são representados por monossacarídeos, dissacarídeos e oligossacarídeos e, consequentemente, os glicosídeos são chamados de monosídeos, biosídeos e oligosídeos.
Grupos peculiares de compostos naturais são glicosídeos cianogênicos E tioglicosídeos (glucosinolatos).
Glicosídeos cianogênicos podem ser apresentados como derivados de α-hidroxinitrilas contendo ácido cianídrico.
Eles são comuns entre as plantas da família. Ros aseae, subfamília Ripoideae, concentrando-se predominantemente em suas sementes (por exemplo, glicosídeos de amigdalina e prunasina em sementes Atugdalus sottinis, Arteniaca vi1garis).
Tioglicosídeos (glucosinolatos) são atualmente considerados derivados de um ânion hipotético - o glucosinolato, daí o segundo nome.
Até agora, os glucosinolatos foram encontrados apenas em plantas dicotiledôneas e são característicos da família. Вrassi Saseae, Sarraridaceae, Resedaceae e outros representantes da ordem Sarpa1es.
Nas plantas, eles estão contidos na forma de sais com metais alcalinos, na maioria das vezes com potássio (por exemplo, glucosinolato de sinigrina de sementes Rássica jipsea E V.nigra.
Isoprenóides - uma ampla classe de compostos naturais considerados
como produto da transformação biogênica do isopreno.
Estes incluem vários terpenos, seus derivados - terpenóides e esteróides. Alguns isoprenóides são fragmentos estruturais de antibióticos, alguns são vitaminas, alcalóides e hormônios animais.
Terpenos e terpenóides- hidrocarbonetos insaturados e seus derivados de composição (C 5 H 8) n, onde n = 2 ou n > 2. Com base no número de unidades de isopreno, eles são divididos em várias classes: mono-, sesqui-, di-, tri -, tetra - e politerpenóides.
Monoterpenóides (C 10 H 16) e sesquiterpenóides (C 15 H 24) são componentes comuns dos óleos essenciais.