Вторичный метаболизм

Когда говорят о веществах растительного происхождения, имеют в виду то, что есть не в каждом растении, а является особенностью конкретного вида. Например, вещества, придающие растениям особенный аромат, вкус, лекарственные или ядовитые свойства,  или такие вещества как каучук. Эти вещества называют вторичными метаболитами. Метаболизм – совокупность биохимических процессов в организме или клетке. Первичным называют ту его часть, которая необходима для жизнедеятельности и, соответственно, присуща всем организмам (в данном случае все растениям). Однако у каждого конкретного вида растения есть свой дополнительный уникальный набор биохимических соединений и цепочек их химических превращений. Это и есть вторичный метаболизм. А вещества, участвующие в нем – вторичные метаболиты.

Изучать вторичные метаболиты стали не биологи, а медики – они изучали лекарственные свойства растений, выделяли лекарственные соединения, яды. Началом изучения химии вторичного метаболизма можно считать выделение морфина из мака в 1803 году. Сейчас это направление активно изучается, однако вторичный метаболизм хоть как-то исследован лишь в 10% флоры нашей планеты.

Вторичные метаболиты нельзя классифицировать как группу определенных химических соединений, так как к ним относятся совершенно разные вещества. Нельзя классифицировать и по функциям – все они выполняют разные функции, а для некоторых даже не ясно, зачем они нужны. Существует ряд признаков, по которым то или иное вещество можно отнести к этой группе, но ни один из них не является обязательным критерим – для каждого можно найти исключение.

• эти вещества присутствуют не во всех видах растений.
• как правило, это относительно низкомолекулярные соединения (исключение - каучук).
• обычно это биологически активные соединения.
• все разнообразие вторичных метаболитов синтезируется из небольшого числа предшественников.

Большинство вторичных метаболитов относятся к 3-м классам химических соединений: алкалоиды, изопреноиды (терпеноиды) и фенолы.

Едкие вещества, заставляющие наши глаза слезиться, когда мы режем лук, или морщиться, когда едим чеснок – тиогликозиды, серосодержащие соединения.

Не для всех исследованных вторичных метаболитов удалось понять их функции. Есть и вроде бы совсем ненужные вещества. Есть такие, которые больше похожи на «отходы» первичного метаболизма. Другие, наоборот, играют огромную роль в жизни растения. Среди вторичных метаболитов есть пигменты – окрашенные вещества. Какие-то соединения используются растениями в качестве запасных, и из них можно получить недостающие вещества первичного метаболизма. Есть защитные соединения – например, яды, предотвращающие поедание растения. Среди вторичных метаболитов встречается даже функция нападения – некоторые растения выделяют в почву определенные вещества, препятствующие прорастанию семян других растений. И, таким образом, растение избавляется от конкуренции за свет, за питательные вещества почвы. Специальными вторичными метаболитами растения привлекают бактерий (бобовые, орхидеи).

Таким образом, вторичные метаболиты в большинстве своем выполняют функцию «общения» растения с окружающей средой.

Литература:

1. Физиология растений: учебник для студ. Вузов/ Алехина Н.Д., Балнокин Ю.В., Гавриленко В.Ф. и др.; под ред И.П. Ермакова. – 2-е изд., испр. -М.: Издательский центр  «Академия», 2007. – 640 с