Лекции / алкалоиды
.pdf
Биологическая роль алкалоидов
Однако имеются серьезные возражения против этой гипотезы:
•Во-первых, повышение количества алкалоидов с возрастом наблюдается только у небольшой части алкалоидоносных растений.
•Во-вторых, если алкалоиды действительно отбросы, то они должны присутствовать абсолютно во всех растениях.
•Далее, отбросы должны тем или иным образом удаляться из организма, однако этого не наблюдается.
•Более того, алкалоиды-основания в растениях связываются с разными органическими кислотами и в виде солей остаются в растениях.
Биологическая роль алкалоидов
2. Алкалоиды — запасные вещества.
•Динамика изменения количества алкалоидов в разных органах растений на разных этапах его развития привлекается как доказательство роли алкалоидов как запасного азотистого материала. Но это доказательство носит косвенный характер.
•В то же время имеются факты, когда в семенах бесспорно алкалоидоносного растения среди запасных питательных веществ алкалоидов нет, но они появляются значительно позже, когда из семян разовьются проростки (в маке снотворном, хинном дереве и ряде других растений).
Очевидно, что первые две гипотезы прямо противоположны друг другу.
Биологическая роль алкалоидов
3.Алкалоиды — защитные вещества.
•Известны факты, когда присутствие алкалоидов предохраняет растение от поедания животными.
•Однако известно и другое, когда козы поедают листья табака, кролики — листья красавки, а птицы — ягоды этого растения.
•Имеются также насекомые-вредители, которые поглощают зеленую массу вместе с алкалоидами без какого-либо вреда для себя.
Биологическая роль алкалоидов
4. Алкалоиды — активные и необходимые вещества в процессах биосинтеза, протекающих в растениях.
•Данное представление о роли алкалоидов большинством ученых считается наиболее достоверным. Имеются многочисленные факты, подтверждающие наличие связи между алкалоидами и биологией растений.
•Алкалоиды, например, иногда выступают в роли сенсибилизаторов, т.е. веществ, усиливающих чувствительность клеток и тканей растений к отдельным частям солнечного спектра.
•Содействуя поглощению растениями солнечных лучей, они ускоряют протекание фазы образования и развития органов плодоношения.
Биологическая роль алкалоидов
5. Имеются данные о положительном влиянии некоторых алкалоидов на процессы роста растений.
•Известно широкое использование алкалоида колхицина для получения полиплоидных форм растений, в том числе и самих алкалоидоносов.
•Предполагается, что алкалоиды с пиридиновым и пиперидиновым кольцами служат материалом для синтеза пиридин нуклеидных ферментов.
Колхицин
Биологическая роль алкалоидов
6. Алкалоидам иногда отводится роль передатчиков кислорода. Эта передача осуществляется через N-оксидные формы алкалоидов
•Например, в крестовнике алкалоиды-основания и их пероксиды всегда находятся в определенном равновесии, разном в зависимости от фазы вегетации растения.
Биологическая роль алкалоидов
7. Указывается, что алкалоиды, будучи весьма динамичными, играют роль внутренних буферов в растительной клетке при азотистом питании.
•Так, при длительном голодании, вызывающем распад белков, идет накопление алкалоидов, а в случае недостатка снабжения клетки азотом при наличии углеводов наблюдаются распад алкалоидов и синтез белка за счет алкалоидного азота.
Биологическая роль алкалоидов
8. Имеются высказывания даже о том, что алкалоиды способствуют выздоровлению растений.
•В подтверждение приводят факты концентрации алкалоидов в органах растений, патологически измененных в результате механических повреждений (атропина — в опытах с беленой, хинина — в коре хинного дерева при соскабливании коры или частичном ее удалении).
Ввопросе о роли алкалоидов в каждой из гипотез есть известная доля истины и, если подходить к растению как к целостному организму, то алкалоиды могут быть и "излишними", и запасными, и защитными, и активизирующими рост и развитие растений, и, наконец, веществами другого назначения.
Биосинтез алкалоидов
Биосинтез алкалоидов
Основная масса алкалоидов образуется из аминокислот.
Однако имеются алкалоиды с углеродным скелетом изопреноидного происхождения (дитерпеновые и стероидные алкалоиды).
В этом случае путь образования алкалоида начинается от углеводов и проходит через мевалоновую кислоту и геранилпирофосфат.
Образование того или иного гетероцикла в молекуле алкалоида зависит от
природы аминокислоты, являющейся его предшественником.