Metabolit sekunder adalah senyawa aktif fisiologis terpenting di dunia tumbuhan. Jumlah mereka, dipelajari oleh sains, meningkat setiap tahun. Saat ini, sekitar 15% dari semua spesies tanaman telah dipelajari keberadaan zat ini. Mereka juga memiliki aktivitas biologis yang tinggi dalam kaitannya dengan tubuh hewan dan manusia, yang menentukan potensi mereka sebagai obat-obatan.
Apa itu metabolit sekunder?
Sebuah ciri khas dari semua organisme hidup adalah bahwa mereka memiliki metabolisme - metabolisme. Ini adalah serangkaian reaksi kimia yang menghasilkan metabolit primer dan sekunder.
Perbedaan di antara mereka adalah bahwa yang pertama adalah karakteristik semua makhluk (sintesis protein, asam aminokarboksilat dan nukleat, karbohidrat, purin, vitamin), sedangkan yang terakhir adalah karakteristik dari jenis organisme tertentu dan tidak berpartisipasi dalam proses pertumbuhan dan reproduksi. Namun, mereka juga melakukan fungsi tertentu.
Di dunia hewan, senyawa sekunder jarang diproduksi, lebih sering masuktubuh bersama dengan makanan nabati. Zat ini disintesis terutama pada tumbuhan, jamur, spons dan bakteri uniseluler.
Fitur dan Fitur
Dalam biokimia, tanda-tanda utama metabolit sekunder tumbuhan berikut dibedakan:
- aktivitas biologis tinggi;
- berat molekul kecil (2-3 kDa);
- produksi dari sejumlah kecil zat awal (5-6 asam amino untuk 7 alkaloid);
- sintesis melekat pada spesies tanaman individu;
- pembentukan pada tahap akhir perkembangan organisme hidup.
Semua fitur ini opsional. Dengan demikian, metabolit fenolik sekunder diproduksi di semua spesies tanaman, dan karet alam memiliki berat molekul tinggi. Produksi metabolit sekunder pada tumbuhan hanya terjadi atas dasar protein, lipid dan karbohidrat di bawah pengaruh berbagai enzim. Senyawa tersebut tidak memiliki cara sendiri untuk sintesis.
Mereka juga memiliki fitur berikut:
- ada di berbagai bagian tanaman;
- distribusi jaringan tidak merata;
- lokalisasi di kompartemen tertentu sel untuk menetralkan aktivitas biologis metabolit sekunder;
-
adanya struktur dasar (paling sering gugus hidroksil, metil, metoksil bertindak dalam perannya), atas dasar varian senyawa lain yang terbentuk;
- berbagai jenis perubahan struktur;
- kemampuan untuk beralih ke formulir "cadangan" yang tidak aktif;
- kurangnya partisipasi langsung dalam metabolisme.
Metabolisme sekunder sering dipandang sebagai kemampuan organisme hidup untuk berinteraksi dengan enzim dan materi genetiknya sendiri. Proses utama, sebagai akibatnya senyawa sekunder terbentuk, adalah disimilasi (penguraian produk sintesis primer). Ini melepaskan sejumlah energi, yang terlibat dalam produksi senyawa sekunder.
Fungsi
Awalnya, zat-zat ini dianggap sebagai produk limbah yang tidak perlu dari organisme hidup. Sekarang ditetapkan bahwa mereka berperan dalam proses metabolisme:
-
fenol - partisipasi dalam fotosintesis, respirasi, transfer elektron, produksi fitohormon, pengembangan sistem akar; daya tarik serangga penyerbuk, tindakan antimikroba; mewarnai setiap bagian tanaman;
- tanin - perkembangan resistensi terhadap penyakit jamur;
- karotenoid - partisipasi dalam fotosintesis, perlindungan dari fotooksidasi;
- alkaloid - regulasi pertumbuhan;
- isoprenoid - perlindungan terhadap serangga, bakteri, hewan;
- sterol – regulasi permeabilitas membran sel.
Fungsi utama senyawa sekunder pada tumbuhan adalah ekologi: perlindungan dari hama, mikroorganisme patogen,adaptasi dengan kondisi eksternal. Karena faktor lingkungan berbeda secara signifikan untuk berbagai jenis flora, spektrum senyawa ini hampir tidak terbatas.
Klasifikasi
Ada beberapa klasifikasi metabolit sekunder yang berbeda secara mendasar:
- Sepele. Zat dibagi menjadi beberapa kelompok sesuai dengan sifat spesifiknya (saponin membentuk busa, pahit memiliki rasa yang sesuai, dan sebagainya).
-
Kimia. Berdasarkan ciri-ciri struktur kimia senyawa. Saat ini yang paling umum. Kerugian dari klasifikasi ini adalah bahwa zat dari kelompok yang sama mungkin berbeda dalam metode produksi dan sifat.
- Biokimia. Di kepala jenis sistematisasi ini adalah metode biosintesis. Ini adalah yang paling dibuktikan secara ilmiah, tetapi karena kurangnya pengetahuan tentang biokimia tanaman, penggunaan klasifikasi ini terbatas.
- Fungsional. Ini didasarkan pada fungsi zat tertentu dalam organisme hidup. Gugus yang sama mungkin mengandung metabolit sekunder dengan struktur kimia yang berbeda.
Kompleksitas klasifikasi terletak pada kenyataan bahwa setiap kelompok metabolit sekunder terkait erat satu sama lain. Jadi, pahit (satu kelas terpen) adalah glikosida, dan karotenoid (turunan dari tetraterpen) adalah vitamin.
Grup Utama
Jenis zat berikut diklasifikasikan sebagai metabolit sekunder sel tumbuhan:
- alkaloid (piridin,imidazol, purin, betalain, glikoalkaloid, protoalkaloid dan lain-lain);
- turunan antrasena (turunan krizasin, anthrone, alizarin dan senyawa lainnya);
- phytosteroids (withanolides);
- glikosida (monosida, biosida dan oligosida, glikosida sianogenik dan tioglikosida);
- isoprenoid (terpen dan turunannya - terpenoid dan steroid);
- senyawa fenolik dan lain-lain.
Banyak dari zat ini memiliki sifat unik. Jadi, alkaloid curare adalah racun terkuat, dan beberapa kelompok glikosida memiliki efek terapeutik yang nyata dan digunakan untuk membuat obat yang digunakan dalam pengobatan gagal jantung.
Aplikasi
Metabolit sekunder memiliki efek aktif pada organ dan sistem manusia dan hewan, sehingga banyak digunakan dalam farmakologi dan kedokteran hewan, digunakan sebagai penambah rasa dan aroma pada produk makanan. Beberapa tanaman yang mengakumulasi zat ini dalam jumlah yang signifikan digunakan sebagai bahan baku dalam produksi bahan teknis.
Di luar negeri, di negara-negara dengan industri kimia yang maju, sekitar seperempat dari semua senyawa yang digunakan dalam farmasi berasal dari tumbuhan. Efek terapeutik yang berharga dari metabolit sekunder dikaitkan dengan sifat-sifatnya seperti:
- berbagai aksi;
- efek samping minimal meski dalam waktu lamapenerimaan;
- efek kompleks pada tubuh;
- efisiensi tinggi.
Karena senyawa ini masih kurang dipahami, penelitian lebih lanjut mereka dapat mengarah pada penciptaan obat-obatan baru yang mendasar.
