metabolitos secundarios. bibliografía cotton, c.m. 1996. traditional phytochemistry. en:...

Metabolitos secundarios

Bibliografía

• Cotton, C.M. 1996. Traditional Phytochemistry. En: Ethnobotany: principles and applications. Chichester, U.K. p. 216-244.

• Domínguez, X. 1988. Fitoquímica.• Martin, 2000. Etnobotánica. • Richards, J; Cram, DJ & Hammond, GS. 1967.

Elementos de química orgánica. Madrid, España. McGraw-Hill

• Universidad de la Republica de Uruguay. 2000. Programa Analítico: Farmacognosia y Botánica. Laboratorio de Fitoquímica. Disponible en: http://mail.fq.edu.uy/~planta/Cursos/material/teorico%20terpenos%20para%20imprimir.pdf. Consultado el 23 de octubre de 2006

Metabolitos primarios

• Proteínas• Aminoácidos no

protéicos• Lípidos• Ácidos grasos

Precursores de metabolitos secundarios

Metabolitos Primarios

Fitoquímicos Función probable Usos comunes

Glicéridos (Aceites fijos)

Almacenamiento de productos en semillas

y frutos

LubricantesCosméticosAlimentos

Sales metálicas usadas en jabones

Almidones Almacenamiento de productos en

semillas, tubérculos y otros órganos de almacenamiento

Encolado de textilesAdhesivos débiles

Pectinas Pegamento entre células contiguasParte de la pared primaria de las

células vegetales

Agentes floculante o coagulante

Metabolitos secundarios

• Carecen de función definida en el metabolismo

• Útiles para la clasificación botánica

• Aprovechamiento para el hombre

Metabolitos secundarios

Fitoquímico Función probable Usos comunes

Ceras Protección contra pérdidas de aguaDefensa

ImpermeabilizantesIluminación

Pigmentos Atracción de polinizadoresProtección contra rayos UV

Fotosíntesis

ColorantesPigmentos

Tinturas corporalesMedicinas

Taninos ImpermeabilizaciónDefensa

ColorantesAceites tánicos

Resinas Protección contra heridasDefensa

SellantesIluminaciónAdhesivos

Preservativos

Gomas Sellante de heridas Agentes coagulantes o floculantesSellantesAdhesivos

Fuente: Cotton,1996

Metabolitos secundarios

Fitoquímico Función probable Usos comunes

Látex Sellante de heridasDefensa

SellantesAdhesivos

Aceites esenciales (volátiles)

Atracción de polinizadoresDefensa

Protección contra el fuego

SaborizantesFragancias

Preservativos de alimentos

Medicinas

Saponinas Defensa contra herbivoría

Veneno pecesJabones

Hormonas Atracción de polinizadoresDefensa

AnticonceptivosJabones

Alcaloides Defensa Control de plagasMedicinas

Fuente: Cotton,1996

Rutas Biosintéticas

http://mail.fq.edu.uy/~planta/Cursos/material/teorico%20terpenos%20para%20imprimir.pdf

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Dificultades de la Quimiotaxonomía

• Alta variabilidad entre individuos• Casi imposible demostrar la ausencia de un

químico• Localización de la sustancia de interés• Variación intraespecífica de sus componentes• Edad del material

Solución: búsqueda de sustancias poco comunes (Aminoácidos no protéicos, alcaloides, betalaínas)

BetalaínasORDEN CENTROSPERMAE

(CARYOPHYLLALES)• Pigmento antocianina,

sustituido por betalaínas– betacianina: rojo-violeta– Betaxantina: amarillo

• Familias: Caryophyllaceae (remolacha, quinoa) Didiereaceae Phytolacaceae, Nyctaginaceae (curazao), Portulacaceae (verdolaga), Amaranthaceae, Chenopodiaceae (quinoa), Cactales.

Didiereaceae

Beta vulgaris, Chenopodiaceae

Alcaloides

DefiniciónSon sustancias vegetales secundarias que reaccionan como base y que por lo general tienen un anillo que contiene N.

"parecidos a un álcali/base".

Respecto de su biosíntesis, los alcaloides son casi exclusivamente derivados de los aminoácidos ornitina, lisina, fenilalanina, tirosina y triptófano.

Hess 1980

Precursores de los alcaloides

AA ornitinaAA fenilalanina

AA tirosina AA triptófano

Alcaloides

Usos• analgésicos, • anestésicos, • hipnóticos, • cardiotónicos, • hipotensores, • tranquilizantes, • alucinógenos, • eméticos

Alcaloides

• Hongos (ej. ácido lisérgico), algas: (256 alcaloides)

• Plantas vasculares– Pteridofitas: Equisetum,

Lycopodium– Spermatofitas:

Gimnospermas (115 alcaloides) Angiospermas

• Monocotiledóneas (488)

• Dicotiledóneas (3.600)

Alcaloides en Angiospermas

• ORDEN GENTIANALES– Loganiaceae

(Strychnus nux-vomica)

– Asclepiadaceae– Apocynaceae– Rubiaceae

Estricnina

Strychnus nux-vomica

Alcaloides en Angiospermas

• ORDEN TUBIFLORAE– Polemoniaceae– Convolvulaceae (batata)– Cuscutaceae– Hydrophyllaceae– Boraginaceae (Cordia

alliodora)– Lamiaceae (mentas, salvia)– Solanaceae– Schrophulariaceae– Gesneriaceae– Bignoniaceae

Atropina (Datura spp)

• Amarillidaceae• Leguminosas• Lilliaceae• Papaveraceae• Rutaceae

Papaver somniferum

Alcaloides en Angiospermas

Alcaloide del yagé (Banisteriopsis caapi) MALPIGHIACEAE

Triptamina

Terpenoides

• Es un segundo gran grupo de sustancias naturales cuya biosíntesis parte del acetil-CoA

Por su estructura son compuestos de 5 átomos de carbono que se pueden considerar polímeros del isopreno. El isopreno (2-metil-1,3-butadieno), de fórmula empírica C5H8, es un hidrocarburo doblemente insaturado que se emplea como bloque unidad de cinco carbonos en la biosíntesis de los terpenos, activado por fosforilación, en forma de isopentenilpirofosfato (“isopreno activo”).

Rutas Biosintéticas

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Terpenoides

• Útiles en taxonomía vegetal porque– Pueden analizarse con

precisión en cantidades muy pequeñas (g)

– Muchas estructuras conocidas

– Compuestos ampliamente distribuidos en vegetales superiores

• Pinaceae• Lamiaceae (mentas,

salvia, orégano, albahaca, tomillo) y Umbelliferae (zanahoria)

Salvia

Umbelliferae

Terpenos

• Precursor biológico: isopreno– Monoterpenos: 10

átomos de carbono– Sesquiterpenos: 15

átomos de carbono– Diterpenos: 20 átomos

de carbono– Triterpenos: 30

átomos de carbono– Tetraterpenos: 40

átomos de carbono

Aceites esenciales

• Sustancias de bajo peso molecular– Alcoholes– Hidrocarburos– Fenoles– Aldehídos– Cetonas– Ácidos– MONOTERPENOS

Ejemplo de monoterpenos presentes en el Eucalyptus citriodora

Citral Alfa pineno

Eugenol

Esteroles y metilesteroles

• Alcoholes sólidos con 27 a 29 carbonos

• Origen:– Animal (algunos

reportados en algas): colesterol

– Vegetal: Fitosteroles, B-sitosterol, estigmasterol (semillas de soya)

Quinonas

• Dicetonas insaturadas• Función: pigmentos• Tratamiento contra parásitos

intestinales:Compuestas (Embelia ribes y Perezia adnata)

• Frecuentes en: Angiospermas (dicotiledóneas), hongos (Penicillium spinolosum, Amanita muscaria), vegetales unicelulares

• Antraquinonas: frecuentes en RUBIACEAE, RHAMNACEAE, POLIGONACEAE

Flavonoides

• Los derivados del flavano o flavonoides representan el grupo mayor de cuerpos fenólicos. Su nombre proviene de la coloración amarilla (lat. Flavus = amarillo) de algunas sustancias pertenecientes a este grupo

Rutas Biosintéticas

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Ruta del ácido shikímico

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Flavonoides

• Esqueleto carbonado C6-C3-C6

• Función: pigmentos vegetales

• Actividad farmacológica: contra la fragilidad capilar, contra dilatadores arteriales, estrógena, diurética, antimicrobiana, antioxidante, edulcorante

Cumarinas

• Derivados de las lactonas• Frecuente en raíces,

flores, frutos de: Leguminosas, ORCHIDACEAE, RUTACEAE, UMBELLIFERAE

• Función: inhibidoras de crecimiento vegetal

• Uso: anticoagulantes, espasmódicas, hipercolesterémicas

Saponinas y sapogeninas

• Gr. sapon = jabón• Glicósidos que se

disuelven en agua y disminuyen su tensión superficial

• Saponinas esteroidales: Monocotiledóneas (Liliáceas, Amarilidáceas, Dioscóreas)

• Sapogeninas triterpenoides: Dicotiledóneas (Sapindus saponaria)

Conclusiones

• Los metabolitos secundarios son sustancias que ayudan a determinar el grado de parentesco entre plantas.

• Las betalaínas son el ejemplo más conocido de pigmentos que sirven para determinar un grupo taxonómico

• Los alcaloides son compuestos sumamente complejos cuya presencia es común en los órdenes GENTIANALES y TUBIFLORAE, con la presencia en otras familias no emparentadas entre sí.

• Se encuentran muchos terpenoides en las familias Pinaceae, Lamiaceae y Umbelliferae

Conclusiones

• Las Quinonas están ampliamente distribuidas entre las dicotiledóneas, pero existen algunas estructuras, como las antraquinonas, que son específicas de las familias Rubiaceae, Rhamnaceae y Poligonaceae

• Las cumarinas están presentes en las familias Orchidaceae, Rutaceae, Umbelliferae

• Las saponinas esteroidales están presentes en algunas monocotiledóneas y las sapogeninas triterpenoides en algunas dicotiledóneas

Gracias