Меланіни

Меланіни – полімери фенольної природи, що є продуктом окислення тирозину. Їхня будова ще до кінця не вивчена.

Меланіни мають чорний або коричнево-чорний колір. Їх утворенням пояснюється швидке потемніння поверхні розрізаного яблука, бульб картоплі, деяких грибів. Меланіни присутні й у тваринних організмах, що обумовлює забарвлення шерсті й волосся. Однак рослинні та тваринні меланіни відрізняються за складом мономерів. Рослинні меланіни при гідролізі утворюють пірокатехін, а тваринні – дигідроксиіндол. Інакше кажучи, рослинні меланіни, на відміну від тваринних, є безазотистими речовинами.

Меланіни містяться в насінні соняшнику, кавуна, у шкірці банана, в оболонці кінських бобів, насінні люпину, а також у грибах (сажкові, аспергили).

Утворення фенольних сполук

Для синтезу фенольних сполук рослина використовує основні метаболічні шляхи, пов'язані з синтезом вуглеводів, амінокислот, ліпідів. Основна маса фенольних сполук утворюється з гідроксикоричних кислот, що, як говорилося раніше, виникають із фенілаланіну і тирозину. Крім того, джерелом фенолів також є проміжні сполуки, що виникають на шляху утворення фенілаланіну і тирозину – хінна і шикімова кислоти.

Із цих кислот утворюються фенольні кислоти і таніни, що гідролізуються. Гідроксикоричні кислоти утворюють кумарини, меланіни, беруть участь в утворенні лігніну і Б-кільця флавоноїдів. А-кільце флавоноїдів синтезується з ацетил-СоА (малоніл-СоА). Флавоноїди є джерелом конденсованих танінів. В утворенні ряду фенольних сполук беруть участь цукри (таніни, що гідролізуються) та продукти розпаду вуглеводів і ліпідів – ацетил-СоА (малоніл-СоА). У наведеній схемі показаний зв'язок утворення фенольних сполук з основними метаболічними шляхами рослин.

Функції фенолів у рослині

Функції фенолів у рослин численні і різноманітні: 1 Феноли беруть участь в окисно-відновних процесах: відбувається перетворення фенолів у хінони і, навпаки, за участю ферменту поліфенолоксидази. При цьому одночасно неферментативним шляхом можуть окислюватися різні сполуки (амінокислоти, органічні кислоти, феноли, цитохроми тощо).

2. Ряд фенольних сполук є переносниками електронів та протонів у ЕТЛ фотосинтезу і дихання (пластохінон, убіхінон).

3. Деякі феноли впливають на ростові процеси рослин, активуючи або, частіше, інгібуючи їх. Цей вплив буває опосередкований дією на фітогормони. Так, відомо, що деякі фенольні сполуки необхідні для синтезу ауксину, інші – для його розпаду. Для утворення етилену із SAM необхідна присутність ефіру кумарової кислоти. Встановлено, що при стресі рослини накопичують велику кількість фенолів, які інгібують ростові процеси і сприяють підвищенню їх стійкості до несприятливих умов.

4. Феноли виконують у рослинах захисну функцію, надаючи їм стійкості до захворювань. Наприклад, стійкість до ряду хвороб цибулі із забарвленими лусками пов'язана з присутністю в них протокатехової кислоти. При механічних ушкодженнях рослинних тканин у клітинах накопичуються феноли, які конденсуючись, утворюють захисний шар. Деякі рослини у відповідь на проникнення патогенних грибів, синтезують захисні речовини – фітоалексини, багато з яких мають фенольну природу.

5. Численні феноли є антиоксидантами і захищають ліпіди мембран від окисної руйнації. Деякі з них використовують у харчовій промисловості для захисту жирів від гіркнення (ефіри галової кислоти, флавоноїди тощо).

6. Дуже важлива роль фенольних сполук у процесі розмноження рослин. Це не тільки пов'язано із забарвленням квіток і плодів, але і з безпосередньою участю фенолів у заплідненні, як, наприклад, у водорості хламідомонади і вищої рослини форзиції.

7. Феноли можуть виступати в деяких рослинах як алелопатичні речовини, зокрема, у дуба саліцилова кислота.

8. Деякі феноли діють як активатори або інгібітори на окремі процеси і ферменти (поділ клітин, синтез білка, окисне фосфорилювання тощо).