Bitkinin ilkin və ikincili metabilitləri. Bioloji fəal maddələr İlk və İKİNCİLİ metaboliTLƏR

İKİNCİLİ SİNTEZ MADDƏLƏRİ
Bitki orqanizmində olan ikincili metabolitlərə üzvi turşular, alkaloidlər, antrasen törəmələri, aşı maddələri, kumarinlər, flavonoidlər, efir yağları, saponinlər, sadə fenol birləşmələri və s. aiddir.
Bitkilərin ikincili sintez birləşmələri arasında elə qrup maddələr var ki, onlar insan orqanizminə daha çox təsir göstərir. Belə birləşmələrə bioloji fəal maddələr deyilir. Bioloji fəal maddələr – insan orqanizmində gedən bioloji proseslərə təsir göstərən maddələrdir. Əksər hallarda bunlar ikinci tsikl birləşmələrdir.
Elə bioloji fəal maddələr (məsələn, oksidarçın turşuları) var ki, onlar bitkidə toplanmır, sintez olunduqca müxtəlif biosintetik məqsədlər üçün istifadə edilir. Digər maddələr (alkaloidlər, efir yağları, aşı maddələri və s.) isə əksinə, bitkidə toplana bilir.
Dərman bitkilərinin kimyəvi tərkibi çox müxtəlifdir, belə ki, onların tərkibində bioloji fəal, indiferent və ballast olan onlarla üzvi maddə vardır.
Təbiətdə insan orqanizmi üçün tam mütləq əhəmiyyətsiz olan bitki yoxdur. Tərkibində olan bioloji fəal maddələrin xarakterindən, təsir gücündən, miqdarından və müəyyən farmakoloji təsir göstərən maddələrin birgə təsirindən asılı olaraq müvafiq növ bitki dərman bitkilərinə aid edilir. Bir çox bitkilər var ki, onlar dərman bitkilərinə aid edilməsələr də, qida kimi və xalq təbabətində müxtəlif müalicəvi məqsədlərlə istifadə edilir.
Dərman bitkilərinin bioloji fəallıq spektri onların tərkibində olan müxtəlif kimyəvi quruluşa malik və müxtəlif sinif maddələrə aid olan təsiredici maddələrdən asılıdır. Bu maddələrin sayı dərman bitkilərində ondan yüzə qədər ola bilir. Miqdarı daha çox olan maddələrə müvafiq olaraq dərman bitkisinin farmakoloji effekti formalaşır və müvaifq olaraq müalicəvi və ya profilaktik məqsədlə təyin edilir. Bütün bunlarla yanaşı dərman bitkilərinin unikal farmakoloji təsiri həmçinin onların tərkibində olan bəzi üzvi maddələrdən (ürək qlikozidləri, alkaloidlər, steroid birləşmələr və s.) asılıdır. Bu maddələrin xarakterinə və fəallıq dərəcəsinə görə dərman bitkiləri güclü təsir edən və zəhərli bitkilərə bölünür. Xalq təbabətində bu cür dərman bitkiləri çox nadir hallarda istifadə olunur.

Karbohidratlar, quruluşunun xüsusiyyətləri, təsnifatı, fiziki-kimyəvi xassələri, alınma üsulları, saxlanma qaydası və tətbiqi. Monosaxaridlər, oliqosaxaridlər və polisaxaridlər. Göbələklərdən və mikroorqanizmlərdən alınan polisaxaridlərin tibbdə tətbiqi

Üzvi maddələrin çox böyük bir sinfi olan karbohidratlara polioksikarbonil bir-ləşmələri və onların törəmələri aiddir. Karbohidratlar bitki hüceyrələri və toxumalarının əsas qidalandırıcı və dayaq materialı olmaqla bitkilərin kütləsinin 90 %-ə qədərini təşkil edir. Tərkibi müstəsna dərəcədə polioksikarbonil birləşmələrindən təşkil olunan karbohidratlar qolozidlər, onların molekulunda digər birləşmələrin qalıqları olan törəmələri isə qlikozidlər adını almışdır.

Birincili metabolitlərdən olan karbohidratlar sayca ən zəngin üzvi birləşmələr qrupundan biridir. Kimyəvi tərkibcə onlar (CH₂O)_n quruluşuna malik olub, polioksialdehid və polioksiketon birləşmələri, eləcə də onların törəmələri aiddir. Biosferdə karbohidratların miqdarı digər bütün üzvi birləşmələrin birlikdə ümumi miqdarından çoxdur. Bu bilavasitə təbiətdə hər yerdə rast gəlinən D-qlükozanın 2 əsas polimerləri olan sellüloza və nişasta ilə bağlıdır. Karbohidratlar sinfinə tərkibində bir neçə karbon atomu saxlayan kiçikmolekullu birləşmələrdən tutmuş, molekul kütləsi bir neçə milyon olan mürəkkəb birləşmələr daxildir. Bunu nəzərə alaraq bütün karbohidratlar üç sinfə bölünür: monosaxaridlər (monnozlar), oliqosaxaridlər və polisaxaridlər (poliozlar). Bu bölgü müəyyən qədər formal xarakter daşısa da, dərin prinsipial və metodiki fikirlərə əsaslanır.

Monosaxaridlər karbon atomları vasitəsilə ardıcıl birləşmiş polioksikarbonil birləşmələri olub, tərkiblərində həmçinin hidroksil, karbonil, karboksil, aminqruplar, tioqruplar və s. saxlaya bilir. Monosaxaridlər bir polioksialdehid və ya polioksiketon molekulundan təşkil olunmuşdur. Təbiətdə daha çox yayılmış monosaxaridlərdən D-qlükozanı göstərmək olar ki, bu da sonradan digər saxaridlərin sintezində başlanğıc maddə rolunu oynayır.

Karbohidratlar – təbii üzvi birləşmələr olub, aldehid- və ketonspirtlər və ya onların kondensasiya məhsullarıdır. İnsan orqanizmində sərbəst və ya zülallarla və lipidlərlə birləşmiş, yaxud kompleks şəklində bütün orqan və toxumalarda rast gəlinir. Canlı orqanizmin ayrılmaz tərkib hissəsi olub, əsas qida maddələrindən biridir. Karbohidratlara polisaxaridlər, selik maddələri, pektin maddələri, sellüloza, şəkər, nişasta, inulin və s. aiddir.

Oliqosaxaridlər- tərkibində 2-dən 10-a qədər monosaxarid saxlayır ki, onlar da qlikozid rabitəsi vasitəsilə birləşmişlər.

Polisaxaridlərin tərkibində monosaxaridlərin sayı həddən artıq çox olmaqla uzun zəncirlər əmələ gətirir. Bu zəncirlər budaqlanmış və düz ola bilər.

Polisaxaridlər (poliozlar) – yüksək molekullu karbohidratlar olub, molekulları bir-biri ilə qlikozid rabitəsi ilə birləşmiş 10 və daha artıq monosaxarid qalığından təşkil olunmuşdur. Molekul kütləsi bir neçə mindən bir neçə milyona kimi ola bilir. Onlar oxşar monosaxaridlərdən (qlükoza, qalaktoza və s.) təşkil olunmuş düz və ya budaqlanmış uzun zəncirlər əmələ gətirir. Monosaxaridlərin hidroksil qrupuna metil radikalı, amin qrupu (aminşəkərlər) birləşə bilir, karboksilə qədər oksidləşir (uron turşuları), sulfat turşusu ilə heparin tipi üzrə, lipidlərlə (qlikolipidlər), zülallarla (qlikoproteidlər) efirlər əmələ gətirir. Polisaxaridlər həddən çox müxtəlifdir. Onlar bitkilərdə dayaq funksiyasını yerinə yetirir, energetik ehtiyat rolu oynayır, şişdikdə isə su üçün rezervuar funksiyası oynayır. Ümumiyyətlə, polisaxaridlər bitkinin quru kütləsinin 85-90 %-ni təşkil edir. Onlar ya suda həll olmur, ya da az və ya çox dərəcədə sıxlığa malik olan gellər əmələ gətirir. Polisaxaridlərin, eləcə də bitkilərin tərkib hissələri olan karbohidratların az bir hissəsi insan orqanizmində həzm olunur və qida materialı hesab edilir. Həzm fermenti olan amilazanın təsirindən kifayət dərəcədə tam parçalanmayan polisaxaridlər mədə-bağırsaq traktından sorulmur. Yalnız bəzi qrup polisaxaridlər, ayrı-ayrı monosaxaridlər və onların törəmələri tibbi əhəmiyyət daşıyır.
Bitkilərdə daha çox qlükoza və fruktozaya təsadüf edilir. Polisaxaridlər bürüyücü, işlədici və iltihab əleyhinə təsir göstərir. Həzm sistemi vəzilərinin sekresiyasını stimullaşdırır.

Quruluş müxtəlifliyinə, stereokimyalarına, eləcə də tərkiblərindəki karbonil qrupuna görə monosaxaridləri tərkiblərində aldehid qrupu olan aldozalara və ketoqruplar olan ketozalara bölürlər. Karbon atomlarının sayına görə monosaxaridlər trioza, tetroza, pentoza, heksoza və s. olur. Tərkiblərinə altı və daha artıq karbon atomu daxil olan monosaxaridlər ali şəkərlər adlanır. Eyni zamanda karbon atomlarının sayına və karbonil qrupunun xarakterinə görə monosaxaridlər aldopentozlar, aldoheksozlar, ketopentozlar və s. adlanır. Əksər vaxtı monosaxaridlər karbon atomlarından ibarət budaqlanmamış zəncir əmələ gətirir. Bəzən isə budaqlanmış zəncirlərə də rast gəlinir. Karbonil və hidroksil qruplarından başqa monosaxaridlərin molekulunda digər funksional qruplara, məs., karboksil və ya aminqruplara da rast gəlinir. Tərkibində hidroksil qrupu ilə birlikdə bir və ya bir neçə aminqrupu saxlayan monosaxaridlər dezoksiaminşəkərlər və ya sadə aminşəkərlər adlanır. Monosaxaridin karbonil qrupundakı ən uzaq karbon atomu karboksil qrupunun tərkibinə daxildirsə, onları uron turşuları adlandırırlar. Müxtəlif reaksiyalara meylli olduqlarına görə monosaxaridlər təbiətdə çox nadir hallarda sərbəst şəkildə təsadüf olunur. Canlı orqanizmlərdə onlar əksər vaxtı öz törəmələri məs., fosfor turşusunun efiri formasında, ya da qlikozidlər, oliqopolisaxaridlər, polisaxaridlər, qlikoproteinlər, qlikolipidlər, nuklein turşuları və s. kimi mürəkkəb maddələrin tərkibinə daxil olur. Yalnız D-qlükoza müstəsnalıq təşkil edir. Bu maddəyə sərbəst şəkildə məməlilərin qanında, bitki şirələrinin tərkibində və bəzi digər mənbələrdə təsadüf olunur. Həmçinin bəzi ketozalara da sərbəst formada rast gəlinir. Monosaxaridlərdən təbiətdə daha çox pentoza və heksozalar yayılmışdır. Bunların arasında isə yayılma miqdarına görə birinci yeri D-qlükoza tutur. D-qlükoza viruslardan tutmuş ali orqanizmlərə kimi, bütün canlıların orqanizminin lazımlı komponentidir. Bu maddə saxaroza, sellüloza, nişasta qlikoproteinləri, həmçinin virusların ribonuklein turşularının tərkibinə daxildir.

Pentozalardan L-arabinoza, D-ksiloza, heksozalardan isə D-qalaktoza, D-mannoza bir çox bitki, heyvan və bakteriyaların tərkibində olan polisaxaridlərin həmçinin qlikozidlərin əsasını təşkil etməklə yanaşı çox yayılmaları ilə də digər monosaxaridlərdən seçilir.

Karbohidratlar

M onosaxaridlər Polisaxaridlər

(monozlar) (poliozlar)

O liqosaxaridlər Homopolisaxaridlər Heteropolisaxaridlər

Nişasta İnulin Aqar Kitrələr Seliklər Pektin maddələri
Şəkil 00. Karbohidratların təsnifatı
Beyin qlikolipidlərinin, süd oliqosaxaridlərinin və bir çox vacib qlikoproteinlərin tərkibində qalaktozaya rast gəlinir. D-riboza və 2-dezoksi-D-riboza monosaxaridləri spesifik bioloji rol oynayır. Onlar ribonuklein və dezoksiribonuklein turşularının polimer zəncirinin əsasını təşkil edir. Monosaxaridlərin müxtəlif törəmələri canlı hüceyrələrin metabolizmində fəal iştirak edir. Monosaxaridlər fotosintez prosesi ilə bağlı çoxlu biokimyəvi proseslər, hüceyrənin enerji ilə təmini, hüceyrədə metabolizm və ya digər proseslər zamanı əmələ gələn toksiki maddələrin detoksikasiyası və zəhərli maddələrin ondan xaric olunmasında yaxından iştirak edir. Eyni zamanda, hüceyrə quruluşunun formalaşması və normal fəaliyyəti üçün əvəzolunmaz maddələr olan tirozin və fenilalaninin biosintezi, həmçinin bir çox digər aromatik maddələrin sintezi, polisaxaridlər, qlikoproteinlər, nuklein turşuları kimi mürəkkəb biopolimerin əmələ gəlməsi monosaxaridlərlə bağlıdır.

Təbiətdə qlükozanın müxtəlif çevrilmə məhsulları 2 saylı sxemdə şərh olunur.

Sxem 2. Qlükozanın ümumi çevrilmə forması

Bütün monosaxaridlərə fərdi kristallik formada çoxatomlu aldehidspirtləri və ketospirtlərin daxili tsiklik poluasetalları şəklində rast gəlinir. Monosaxaridlərin kimyasında əsas yeri aldoheksozlar, aldopentozlar və ketoheksozlar tutur.

Monosaxaridlərin quruluşu və qarşılıqlı təsirləri XIX əsrin axırlarında Kiliani, Tollens, Fittiq, E. Fişer və onların tələbələrinin klassik elmi işləri sayəsində mümkün olmuşdur. Monosaxaridlərin müxtəlifliyi bilavasitə onların fərqli stereokimyəvi cəhətləri ilə bağlıdır. Belə ki, çox geniş yayılmış monosaxaridlərdən olan pentoz və heksozlar biri-birindən karbon atomlarının sayına və funksional qrupların nisbi yerləşməsinə görə fərqlənir. Hələ XIX əsrin 60-cı illərində müəyyən edilmişdir ki, qlükoza C₆H₁₂O₆ quruluşuna malikdir. Qlükozanı sirkə anhidridi ilə asetilləşdirəndə pentaasetat alınır ki, bu da onun molekulunda beş hidroksil qrupunun olmasını göstərir. Qlükoza gümüş-oksidin ammonyaklı məhlulunu və Felinq məhlulunu reduksiya edərək oksim əmələ gətirir. Əks proses getdikdə altıatomlu spirt olan sorbit əmələ gəlir. Sorbiti də asetilləşdirəndə heksaasetata çevrilir. Qlükozanı bromla oksidləşdirəndə karbon atomu qırılmadan qlükon turşusu- C₆H₁₂O₇ əmələ gəlir ki, bu da qlükoza kimi tərkibində beş hidroksil qrupu saxlayır. Bütün bunlar qlükozanın molekulunda aldehid qrupunun olmasını göstərir. Təbiətdə rast gəlinən bəzi pentoz və heksozlardan aşağıdakıları göstərmək olar:

D-Gliseraldehidrat D-Alloz D-Guloz


D – qlükoza D - qalaktoza

D – mannoza Fruktoza

D – riboza D – ksiloza

Arabinoza

Oliqosaxaridlərin geniş yayılmış nümayəndələrindən isə saxaroza, treqaloza, melisitoza və s. göstərmək olar:

Saxaroza Treqaloza

Melisitoza

Təbiətdə geniş yayılmış karbohidratların əsas kütləsini polisaxaridlər, yəni monosaxaridlərin polikondensasiya məhsulları təşkil edir. Onlar qlikozid rabitələri vasitəsilə bir-birilə birləşmişlər. Beləliklə polisaxaridləri poliqlikozidlər hesab etmək olar. Çox vaxt onların atomlarında bir monosaxaridin yarım asetal (qlikozid) hidroksil qrupu digərinin spirt qruplarından biri (adətən 4 və ya 6-cı karbon atomu ilə rabitədə olan hidroksil qrupu) ilə birləşir. Yəni onlar arasında 1,4 və 1,6 qlikozid rabitələri olur. Son illər karbohidratların quruluşlarını müxtəlif konformasiyalarda göstərirlər. Məs.:

-D-riboza -D-arabinoza -D-ksiloza