مسیرهای بیوسنتز متابولیت های ثانویه در گیاهان دارویی

متابولیت های ثانویه ( Secondary Metabolites ) که از متابولیت های اولیه ( Primary Metabolites ) در گروه های تاگزونومیک خاصی از گیاهان مشتق می شوند، دارای فعالیت های فیزیولوژیکی متنوعی می باشند. این متابولیت ها دارای نقش مهمی در زنده مانی و بقاء گیاهان به واسطه برقراری یک برهمکنش قوی با محیط می باشند. درک مناسبی از مکانیسم های سنتز، تجزیه و تجمع متابولیت های ثانویه در گیاهان دارویی، برای فرمولاسیون مناسبی از استراتژی ها جهت بهبود ژنتیکی تولید متابولیت های دارویی در این گیاهان لازم و ضروری به نظر می رسد. بر مبنای مسیرهای بیوسنتزی، متابولیت های ثانویه گیاهی در سه گروه مهم طبقه بندی می شوند: 1) ترپن ها (ایزوپرنوئیدها) 2) ترکیبات فنولی (فنیلپروپانوئیدها و فلاونوئیدها) 3) ترکیبات حاوی نیتروژن (آلکالوئیدها، گلوکوزینولات ها و گلیکوزیدهای سیانوژنیک) [1]. ترپن ها از طریق دو مسیر مختلف که یکی از آنها به نام مسیر موالونات ( MVA ) در سیتوپلاسم و دیگری به نام مسیر متیل اری تریتول 4 فسفات ( MEP ) در پلاست ها اتفاق می افتد، بیوسنتز می شوند. بر اساس واحد پنج کربنه ایزوپرن، ترپن ها به گروه های مختلفی تقسیم می شوند. در مسیر MVA ، ترکیباتی همچون سزکوئی ترپن، تری ترپن و ... سنتز می شوند، در حالی که مسیر MEP مسئول بیوسنتز ترکیبات مونوترپنی، دیترپنی و ... می باشد. گروه مهم دوم از متابولیت های ثانویه گیاهی متعلق به ترکیبات فنولی آروماتیک می باشد که این ترکیبات دارای حلقه فنیل ( Phenyl ) به همراه یک یا تعداد بیشتری از گروه های هیدروکسیل هستند. به طور کلی فنول ها از دو مسیر استات/مالونات و شیکیمیک اسید (شیکیمات) مشتق می شوند که از این بین مسیر شیکیمات سهم بسیار مهمی برای تولید این متابولیت ها در گیاهان دارد. در این مسیر پیش ماده های مشتق شده از مسیرهای گلیکولیز و پنتوز فسفات همانند فسفو انول پیرووات و اریتروز 4 فسفات به اسید های آمینه آروماتیک مختلف تبدیل می شوند که فراوان ترین این آمینواسیدها به عنوان حد واسط برای تولید ترکیبات فنولی اسید آمینه فنیل آلانین است. از زیررده های مهم مربوط به ترکیبات فنولی می توان فلاوتوئیدها (آنتوسیانین، ایزوفلاوون، فلاوان 3 ال، فلاوانون، فالاوون، فلاوونول)، هیدروکسی بنزوئیک اسید، هیدروکسی سینامیک اسید، کومارین، لیگنان، لیگنین، استیلبن و زانتون را نام برد. سومین گروه مهم از متابولیت های ثانویه ترکیبات حاوی نیتروژن از قبیل آلکالوئیدها، گلوکوزینولات ها و گلیکوزیدهای سیانوژنیک را شامل می شوند. این ترکیبات روی هم رفته از آمینواسیدهای آروماتیک و آلیفاتیک بیوسنتز می شوند. بر اساس نوع اسید آمینه، آلکالوئیدها به زیر رده های متعددی طبقه بندی می شوند که از مهمترین آنها می توان ترپنوئید ایندول آلکالوئید ( TIA )، بنزیل ایزو کوئینولین آلکالوئید ( BIA )، پورین آلکالوئید ( PA ) و تروپان آلکالوئید ( TPA ) را نام برد که به ترتیب از آمینواسیدهای تریپتوفان، تیروزین، اورنیتین و آسپاراژینات/گلوتامات تولید می شوند.

Keywords:

گیاهان دارویی , متابولیت های ثانویه , ترپن ها , ترکیبات فنولی , آلکالوئیدها , ساز و کار دفاعی