माध्यमिक मेटाबोलाइट्स पौधे की दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण शारीरिक रूप से सक्रिय यौगिक हैं। विज्ञान द्वारा अध्ययन की जाने वाली उनकी संख्या हर साल बढ़ रही है। फिलहाल, इन पदार्थों की उपस्थिति के लिए सभी पौधों की प्रजातियों में से लगभग 15% का अध्ययन किया गया है। जानवरों और मनुष्यों के शरीर के संबंध में उनकी उच्च जैविक गतिविधि भी होती है, जो फार्मास्यूटिकल्स के रूप में उनकी क्षमता को निर्धारित करती है।
द्वितीयक मेटाबोलाइट्स क्या हैं?
सभी जीवित जीवों की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि उनमें चयापचय - चयापचय होता है। यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक समूह है जो प्राथमिक और द्वितीयक चयापचयों का उत्पादन करता है।
उनके बीच अंतर यह है कि पूर्व सभी प्राणियों (प्रोटीन, एमिनोकार्बोक्सिलिक और न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, प्यूरीन, विटामिन का संश्लेषण) की विशेषता है, जबकि बाद वाले कुछ प्रकार के जीवों की विशेषता हैं और भाग नहीं लेते हैं वृद्धि और प्रजनन प्रक्रिया में। हालाँकि, वे कुछ कार्य भी करते हैं।
जानवरों की दुनिया में, माध्यमिक यौगिकों का उत्पादन शायद ही कभी होता है, अधिक बार वे प्रवेश करते हैंपौधों के खाद्य पदार्थों के साथ शरीर। ये पदार्थ मुख्य रूप से पौधों, कवक, स्पंज और एककोशिकीय जीवाणुओं में संश्लेषित होते हैं।
फीचर्स और फीचर्स
जैव रसायन में, द्वितीयक पादप चयापचयों के निम्नलिखित मुख्य लक्षण प्रतिष्ठित हैं:
- उच्च जैविक गतिविधि;
- छोटे आणविक भार (2-3 kDa);
- शुरुआती पदार्थों की थोड़ी मात्रा से उत्पादन (7 एल्कलॉइड के लिए 5-6 अमीनो एसिड);
- संश्लेषण व्यक्तिगत पौधों की प्रजातियों में निहित है;
- जीवों के विकास के बाद के चरणों में गठन।
इनमें से कोई भी सुविधा वैकल्पिक है। इस प्रकार, सभी पौधों की प्रजातियों में माध्यमिक फेनोलिक मेटाबोलाइट्स उत्पन्न होते हैं, और प्राकृतिक रबर में उच्च आणविक भार होता है। पौधों में द्वितीयक चयापचयों का उत्पादन विभिन्न एंजाइमों के प्रभाव में प्रोटीन, लिपिड और कार्बोहाइड्रेट के आधार पर ही होता है। ऐसे यौगिकों के संश्लेषण का अपना तरीका नहीं होता है।
उनमें निम्नलिखित विशेषताएं भी हैं:
- पौधे के विभिन्न भागों में उपस्थिति;
- ऊतकों में असमान वितरण;
- माध्यमिक चयापचयों की जैविक गतिविधि को बेअसर करने के लिए कोशिका के कुछ डिब्बों में स्थानीयकरण;
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एक बुनियादी संरचना की उपस्थिति (ज्यादातर हाइड्रॉक्सिल, मिथाइल, मेथॉक्सिल समूह इसकी भूमिका में कार्य करते हैं), जिसके आधार पर यौगिकों के अन्य प्रकार बनते हैं;
- विभिन्न प्रकार की संरचना में परिवर्तन;
- निष्क्रिय, "आरक्षित" फ़ॉर्म में स्विच करने की क्षमता;
- चयापचय में प्रत्यक्ष भागीदारी की कमी।
माध्यमिक चयापचय को अक्सर एक जीवित जीव की अपने एंजाइम और आनुवंशिक सामग्री के साथ बातचीत करने की क्षमता के रूप में देखा जाता है। मुख्य प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप द्वितीयक यौगिक बनते हैं, प्रसार (प्राथमिक संश्लेषण के उत्पादों का अपघटन) है। इससे एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जो द्वितीयक यौगिकों के उत्पादन में शामिल होती है।
कार्य
शुरुआत में इन पदार्थों को जीवों के अनावश्यक अपशिष्ट उत्पाद माना जाता था। अब यह स्थापित हो गया है कि वे चयापचय प्रक्रियाओं में एक भूमिका निभाते हैं:
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फिनोल - प्रकाश संश्लेषण में भागीदारी, श्वसन, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण, फाइटोहोर्मोन का उत्पादन, जड़ प्रणाली का विकास; परागण करने वाले कीड़ों का आकर्षण, रोगाणुरोधी क्रिया; पौधे के अलग-अलग हिस्सों का रंग;
- टैनिन - कवक रोगों के प्रतिरोध का विकास;
- कैरोटीनॉयड - प्रकाश संश्लेषण में भागीदारी, फोटोऑक्सीडेशन से सुरक्षा;
- क्षार - वृद्धि नियमन;
- आइसोप्रेनॉइड्स - कीड़ों, बैक्टीरिया, जानवरों से सुरक्षा;
- स्टेरॉल - कोशिका झिल्ली की पारगम्यता का नियमन।
पौधों में द्वितीयक यौगिकों का मुख्य कार्य पारिस्थितिक है: कीटों, रोगजनक सूक्ष्मजीवों से सुरक्षा,बाहरी परिस्थितियों के लिए अनुकूलन। चूंकि विभिन्न प्रकार की वनस्पतियों के लिए पर्यावरणीय कारक महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं, इसलिए इन यौगिकों का स्पेक्ट्रम लगभग असीमित होता है।
वर्गीकरण
माध्यमिक चयापचयों के कई मौलिक रूप से भिन्न वर्गीकरण हैं:
- तुच्छ। पदार्थों को उनके विशिष्ट गुणों के अनुसार समूहों में विभाजित किया जाता है (सैपोनिन फोम बनाते हैं, बिटर्स का एक उपयुक्त स्वाद होता है, और इसी तरह)।
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रासायनिक। यौगिकों की रासायनिक संरचना की विशेषताओं के आधार पर। यह वर्तमान में सबसे आम है। इस वर्गीकरण का नुकसान यह है कि एक ही समूह के पदार्थ उत्पादन विधि और गुणों में भिन्न हो सकते हैं।
- जैव रसायन। इस प्रकार के व्यवस्थितकरण के प्रमुख में जैवसंश्लेषण की विधि है। यह सबसे वैज्ञानिक रूप से प्रमाणित है, लेकिन पादप जैव रसायन के ज्ञान की कमी के कारण इस वर्गीकरण का उपयोग सीमित है।
- कार्यात्मक। यह एक जीवित जीव में पदार्थों के कुछ कार्यों पर आधारित है। एक ही समूह में विभिन्न रासायनिक संरचनाओं के साथ द्वितीयक मेटाबोलाइट्स हो सकते हैं।
वर्गीकरण की जटिलता इस तथ्य में निहित है कि द्वितीयक मेटाबोलाइट्स का प्रत्येक समूह दूसरों से निकटता से संबंधित है। इस प्रकार, बिटर (टेरपेन्स का एक वर्ग) ग्लाइकोसाइड हैं, और कैरोटेनॉयड्स (टेट्राटेरपेन्स के व्युत्पन्न) विटामिन हैं।
मुख्य समूह
निम्न प्रकार के पदार्थों को पादप कोशिकाओं के द्वितीयक चयापचयों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है:
- अल्कलॉइड्स (पाइरीडीन,इमिडाज़ोल, प्यूरीन, बीटालाइन्स, ग्लाइकोकलॉइड्स, प्रोटोकलॉइड्स और अन्य);
- एंथ्रेसीन डेरिवेटिव (क्राइज़ैसीन, एंथ्रोन, एलिज़रीन और अन्य यौगिकों के डेरिवेटिव);
- phytosteriods (withanolides);
- ग्लाइकोसाइड्स (मोनोसाइड्स, बायोसाइड्स और ओलिगोसाइड्स, सायनोजेनिक ग्लाइकोसाइड्स और थियोग्लाइकोसाइड्स);
- आइसोप्रेनोइड्स (टेरपेन्स और उनके डेरिवेटिव - टेरपेनोइड्स और स्टेरॉयड);
- फेनोलिक यौगिक और अन्य।
इनमें से कई पदार्थों में अद्वितीय गुण होते हैं। तो, कुररे अल्कलॉइड सबसे मजबूत जहर हैं, और ग्लाइकोसाइड के कुछ समूहों का एक स्पष्ट चिकित्सीय प्रभाव होता है और हृदय की विफलता के उपचार में उपयोग की जाने वाली दवाओं को बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
आवेदन
माध्यमिक चयापचयों का मनुष्यों और जानवरों के अंगों और प्रणालियों पर सक्रिय प्रभाव पड़ता है, इसलिए इनका व्यापक रूप से औषध विज्ञान और पशु चिकित्सा में उपयोग किया जाता है, खाद्य उत्पादों में स्वाद और सुगंध बढ़ाने के रूप में उपयोग किया जाता है। कुछ पौधे जो इन पदार्थों को महत्वपूर्ण मात्रा में जमा करते हैं, उन्हें तकनीकी सामग्री के उत्पादन में कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।
विदेश में, विकसित रासायनिक उद्योग वाले देशों में, फार्मेसी में उपयोग किए जाने वाले सभी यौगिकों में से लगभग एक चौथाई पौधे मूल के होते हैं। द्वितीयक चयापचयों का मूल्यवान चिकित्सीय प्रभाव उनके गुणों से जुड़ा होता है जैसे:
- कार्रवाई की विस्तृत श्रृंखला;
- लंबे समय तक कम से कम दुष्प्रभावस्वागत;
- शरीर पर जटिल प्रभाव;
- उच्च दक्षता।
चूंकि इन यौगिकों को अभी भी कम समझा जाता है, उनके आगे के शोध से मौलिक रूप से नई फार्मास्यूटिकल्स का निर्माण हो सकता है।
