Cтраница 3
Дитиолановый цикл как фрагмент структуры вторичных метаболитов имеет некоторое распространение в природе. [31]
Основные научные работы посвящены изучению строения вторичных метаболитов растений, главным образом терпеноидов, стероидов и алкалоидов. Открыл и описал новый класс нндольных алкалоидов-1 4-замещенных S-карболина. Показал, что существует зависимость между строением стероидных гликозидов и их противоопухолевой активностью. [32]
Рассматривая вопрос о происхождении лигнина и других вторичных метаболитов, следует также иметь в виду проблему выделения веществ из растений. Микроорганизмы легко выделяют отбросы метаболизма и его побочные продукты в среду. Однако массивные формы, для которых отношение поверхности к объему сравнительно невелико, испытывают в этом отношении затруднения. [33]
В реакциях типа б участвуют различные классы вторичных метаболитов. Вероятно, наиболее часто осуществляется конденсация флавонов с фенилпропаноидными фрагментами, в результате чего образуются флавоно-лигноиды. Из них повышенное внимание к себе привлекли два соединения: силибин 3.430 и силихристин 3.431. Они обладают способностью восстанавливать биохимическую функцию печени, нарушенную в результате интоксикации и других патологических повреждений. Первое из названных веществ является действующим началом многих лекарственных препаратов ( легален, карсил, силибор, силибинин), применяемых при заболеваниях печени и желчного пузыря. [34]
Однако в большинстве случаев упироновый цикл во вторичных метаболитах служит лишь фрагментом конденсированных ароматических молекул Такие соединения образуют несколько представительных классов веществ, речь о которых будет идти в гл. [35]
Совершенно другая картина наблюдается в эволюции биосинтетических путей вторичных метаболитов, например фенольных соединений в растениях. Вторичные метаболиты образовались из первичных, а эволюция путей, по-видимому, происходила от углеводов до образования конечного продукта и тоже шла поэтапно благодаря мутациям, которые увеличивали способность к выживанию. Если эта точка зрения верна, то вторичные вещества образуются путем побочных реакций ( возможно, нескольких последовательных реакций) или продолжением биосинтетических цепей, ведущих к образованию первичных метаболитов. Исследования, проведенные до настоящего времени, показали, что это действительно имеет место: все фенольные соединения образуются не из углеводов, а из ароматических аминокислот, из промежуточных соединений при биосинтезе ароматических аминокислот или из промежуточных соединений биосинтеза жирных кислот. [36]
Самой, может быть, важной характеристикой многих вторичных метаболитов является их сравнительно ограниченная область распространения. Не являясь, по определению, общими метаболитами, эти соединения отражают индивидуальность организма-продуцента. Продуцирование вторичных метаболитов в некоторых случаях является прямой причиной, а не косвенным следствием тех отличий, которые обеспечивают выживаемость отдельных видов в ходе естественного отбора. [37]
Монография представляет собой систематическое описание структурной химии: знизкомолекулярных вторичных метаболитов живого мира, классифицированных по типам химического строения: алифатические соединения, изопреиоиды, ароматические соединения, меротерпеноиды, неизопреноидные полициклические соединения, алкалоиды, другие азотосодержашие вещества и иные природные соединения. Уделяется внимание их химическому строению, путям биосинтеза, нахождению в природе, физиологическим свойствам и функциям в организмах-продуцентах, Отдельные биологически активные природные вещества, сыгравшие выдающуюся роль в науке и практике, описываются более подробно. Приводятся сведения об их применении в медицине и других областях человеческой деятельности. [38]
Эти результаты предостерегают от упрощенного представления о том, что вторичные метаболиты всегда образуются одним единственным путем. [39]
В семействе лилейных ( Liliaceae) обнаружено довольно большое число вторичных метаболитов, которые получили название гомоизофлавоноидов. По химической структуре они представляют собой З - бензаль-у-хромоны и их дигидроаналоги. Формулы 3.413 и 3.414 иллюстрируют строение их молекул. [40]
Технология получения аминокислот базируется на принципах ферментации продуцентов и выделении вторичных метаболитов, то есть размножают маточную культуру вначале на агаризованной среде в пробирках, затем - на жидкой среде в колбах, инокуля-торах и посевных аппаратах, а затем в головных ( основных) ферментаторах. Изолированные чистые кристаллы целевого продукта обычно высушивают под вакуумом и упаковывают. [41]
Таким образом, в губках, новом природном источнике разнообразных физиологически активных вторичных метаболитов, наиболее широко представлены следующие большие группы галоалкалоидов: индольные алкалоиды, включая разнообразные производные триптамина, бис - и mpuc - индольные соединения; пирролсодержащие алкалоиды, включая циклобутансодержащие производные, и, наконец, алкалоиды, образующиеся из дибромтирозина. К некоторым другим, менее многочисленным сериям соединений относятся пирро-лохинолиновые алкалоиды, пептидные алкалоиды, алкалоиды, содержащие гу-анидиновые фрагменты, и др. Из атомов галогенов в галоалкалоидах наиболее часто присутствует бром, очень редко иод. [42]
Наряду с избеганием у ряда видов фитофагов формируется устойчивость к вторичным метаболитам растений, даже в случаях их высокой токсичности. Так, ядовитыми мухоморами питаются слизни. Молочай, ядовитый для скота, без вреда поедают полевки. У ряда видов насекомых описаны механизмы детоксикации ядовитых веществ, выделяемых растениями. Гусеницы молочайного бражника DeilepMa euphorbiaewMS - ют особые железы, с помощью которых ядовитые вещества, попавшие в кровь из пищи, выводятся на поверхность кутикулы. В пустыне Мохаве ( Калифорния) растение Larrea tridentata, содержащее значительное количество феноловых смол и потому не поедаемое большинством млекопитающих, составляет зимой до 75 % естественного рациона древесной крысы Neotoma lepida, обладающей повышенной устойчивостью к этим веществам. На Мадагаскаре недавно обнаружен вид лемура Hapalemur aureus, который поедает верхушки бамбука Ceahalostachyum viguieri, содержащие до 15 мг цианидов на 100 г сырого веса; другие виды лемуров избегают содержащую цианиды пищу. [43]
В морских организмах, в отличие от наземных, часто обнаруживают гало-генированные вторичные метаболиты. Среди них видное место принадлежит различным алкалоидам, которые встречаются в некоторых водорослях и морских беспозвоночных. Ряд таких алкалоидов проявляют высокую биологическую активность, включая антимикробную и антиопухолевую. Многие губки являются симбиотическими организмами, причем содержание микробиальных эндосимбионтов в них может быть весьма значительным и сопоставимым по весу и объему с клетками самого хозяина. Это обстоятельство отчасти объясняется огромным разнообразием в губках вторичных метаболитов. В настоящей главе приведена информация о бром - и иодсодержащих алкалоидах морских губок и микроорганизмов. [44]
Алкалоиды ( как и терпеноиды) относятся к числу так называемых вторичных метаболитов, т.е. веществ, не принимающих участия в основных циклах метаболизма. Эти азотсодержащие соединения в значительных количествах продуцируются различными растениями. Многие из этих соединений обладают ярко выраженной активностью по отношению животным ( общеизвестна активность, например, морфина или стрихнина), но роль большинства алкалоидов в обеспечении жизнедеятельности организма-продуцента пока совершенно неизвестна. [45]