Вещества вторичного происхождения

Уже говорилось и том, что благодаря процессу фотосинтеза природные органические соединения способны синтезировать большое количество разнообразных веществ. И эти вещества не имеют собственных путей синтеза и для своего образования используют основные метаболические пути соединений. Их биосинтез происходит на ответвлениях метаболических путей белков, углеводов и липидов.

Среди веществ вторичного происхождения есть очень важные физиологически активные соединения (гликозиды, терпены и терпеноиды и т. д.); другие вещества могут накапливаться в клетке в больших количествах, что является отличительной особенностью ее метаболизма (фенольные соединения, эфирные масла и т. д.).

Все вещества вторичного происхождения принято делить на несколько групп:

1. Органические кислоты алифатического ряда

2. Фенольные соединения

3. Гликозиды

4. Терпены и терпеноиды

5. Алкалоиды

Органические кислоты алифатического ряда

Органические кислоты алифатического ряда в малых количествах присутствуют и цитоплазме и могут накапливаться в клеточном соке в свободном состоянии, в виде солей и сложных эфиров. Органические кислоты делят на 2 группы: летучие и нелетучие.

Летучие кислоты

Летучие кислоты перегоняются с паром и обладают запахом. К ним относятся муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная и валериановая кислоты.

Муравьиная кислота (HCOOH) – найдена в малине, в яблоках, семенах фасоли, крапиве, хвое. В растениях она образуется при декарбоксилировании щавелевой кислоты.

Муравьиная кислота принимает участие в образовании пуриновых нуклеотидов и, возможно, в образовании хлорофилла.

Уксусная кислота (СН₃-СООН) – распространена в плодах, семенах. Ее много в яблоках, а в зерне кукурузы и пшеницы она составляет до 85% от общего содержания органических кислот. Уксусная кислота применяется в пищевой промышленности.

В виде ацетил-СоА уксусная кислота образуется при декарбоксилоровании пировиноградной кислоты под действием пируват-дегидрогеназы, а так же при β-окислении жирных кислот и некоторых аминокислот.

Синтез насыщенных жирных кислот с четным числом углеродных атомов происходит путем последовательного добавления двух углеродных остатков к ацильной цепи, которая берет свое начало от ацетил-СоА.

Донором двух углеродных единиц является малонил - СоА.

Со – Коферменты [от лат. cо (cum) – вместе и ферменты], органические соединения небелковой природы, участвующие в ферментативной реакции в качестве акцепторов отдельных атомов или атомных групп, отщепляемых ферментом от молекулы субстрата.

Кофермент соединен с белковой частью молекулы фермента – апоферментом – непрочной связью, которая легко разрушается под действием кислот, щелочей, что приводит к образованию каталитически неактивных компонентов. В общем случае осуществлению ферментативного акта предшествует образование комплекса между коферментом субстратом и апоферментом в составе так называемого активного центра фермента.

Кофермент А (СоА) – кофермент ацетилирования (ацилирования), важнейший из коферментов, принимающий участие в реакциях переноса ацильных групп. Молекула СоА состоит из остатка адениловой кислоты, связанной пирофосфатной группой с остатком пантотеновой кислоты, которая в свою очередь, соединена пептидной связью с остатком β-меркаптоэтаноламина.

Ацетил-СоА может расщепляться до CO₂ и Н₂О в цикле кислоты (или в превращении коферментов), может поступать в глиоксилотный цикл (это когда ацетил-СоА идет на образование углеводов, включаясь в цепь реакций) и участвовать в глюконеогенезе (в превращении жиров в углеводы).

При отщеплении СоА получается свободная кислота:

Пропионовая кислота (СН₃-СН₂-СООН) - встречается в природных соединениях в малых количествах и обычно образуется при β-окислении жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов.

β-окисление

С₁₅ 6С₂ + С₃

Масляная кислота (СН₃-СН₂-СН₂-СООН) – встречается в природных соединениях редко и в малых количествах. Чаще обнаруживаются ее производные:

1. β – гидроксимасляная (H₃C—CHOH—CH₂—COOH)

2. β – гидрокси-α-кетомасляная кислота и ее производные СН₃-СНОН-СО-СООН

3. изомасляная

Валериановая кислота (СН₃-СН₂-СН₂-СООН) - и ее изомер изовалериановая кислота (СН₃-CH(СН₃)-СН₂-СООН) встречаются у некоторых природных соединений (валериана, гваюла).

Летучие органические кислоты в виде сложных эфиров содержатся в плодах. Эфиры обладают запахом и придают плодам определенный аромат.

Сложный эфир	Запах плодов
Амилацетат	Банан
Октилацетат	Апельсин
Метилбутират	Абрикос
Изоамилбутират	Груша
Изоамиловый эфир изовалериановой кислоты	Яблоко