Cargando

Utilizamos cookies propias y de terceros para ofrecer nuestros servicios, recoger información estadística e incluir publicidad. Si continúas navegando, aceptas la instalación y el uso. Si no la aceptas, puede que no te funcione correctamente la página. Puedes cambiar la configuración u obtener más información a través de nuestra Política de Cookies.

Descargar apuntes 

Tema 15. Terpenos o isoprenoides

Fisiologia Vegetal - Biologia UPF

Profesor: Javier Palazón

Idioma: No especificado

Peso: 4.6MB

Atención: tu descarga comenzará en 10 seg.
Descarga patrocinada por Pisocompartido

Comentarios

Esto NO es el estado real de los apuntes, es una transcripción en bruto.
Vista previa:
Tema 15. Terpenos o isoprenoides 1. Introducción La gran diversidad de compuestos de naturaleza terpénica, y de sustancias relacionadas, encontradas en las plantas, es un buen ejemplo de la capacidad de síntesis de los vegetales. Se han descrito miles de estructuras terpénicas en las plantas superiores, aunque también en las plantas inferiores, los animales y los procariotas. Los compuestos que forman parte de este numeroso grupo de productos naturales pueden realizar distintas actividades biológicas como las de atraer y repeler insectos, funciones biológicas, inhibidoras del crecimiento; fitoalexina, como parte constituyente de moléculas transportadoras de electrones y translocadoras de restos de azúcar a través de la membrana, entre otras. En los sistemas vivos, los terpenos o isoprenoides (término en desuso) se sintetizan a partir de isopentenil pirofosfato (IpPP) en contra de lo que hipotetizó Ruzicka el año 1952 que creía que era el isopreno la unidad básica de los terpenos (se ha visto que el isopreno no es un compuesto habitual en plantas). El IpPP es un compuesto de 5 carbonos. A partir de esta molécula de 5 átomos de carbono se podrán sintetizar todos los terpenos que encontramos en los seres vivos. Como tradicionalmente se han considerado a los terpenos derivados del isopreno, la clasificación se basa en el número de unidades teóricas de isopreno de cada molécula. Esta llamada "regla del isopreno" ha permitido clasificarlos y estudiarlos: Monoterpenos (10C); Sesquiterpenos (15C); Diterpenos (20C); Triterpenos (30C); Tetraterpenos (40C); Politerpenos (>40C). Se conocen algunos terpenos acíclicos, pero la mayoría son cíclicos, con diversas estructuras carbonadas. Un gran número de ellas presentan funciones oxigenadas (alcoholes, epóxidos, aldehídos, cetonas, ácidos y lactonas) y ciertos terpenos pueden poseer halógenos, sulfuro y nitrogeno en su estructura. Además hay terpenos formando parte de ésteres, glucósidos, alcaloides y compuestos aromáticos. 2. Biosíntesis de terpenos Como hemos dicho, todos los terpenos proceden del IpPP. El estudio de la síntesis de Isopentenil pirofosfato dio en los años 90 un giro radical ya que hasta la fecha se creía que el isopentenil pirofosfato se obtenía exclusivamente del acetil CoA. A finales de los años 90 se descubrió una ruta alternativa donde se obtenía IpPP a partir de piruvato y gliceraldehido 3P. Esta vía no se conocía por un motivo muy sencillo, se da en los cloroplastos (da lugar a los terpenos de los plastos), en un compartimiento diferente a la ruta clásica que tiene lugar en el citoplasma. La metodología empleada hasta aquella fecha para detectar las proteínas implicadas en esta ruta no permitían diferenciar las dos vías ya que era un tratamiento químico que no discriminaba los componentes procedentes del citoplasma de los componentes procedentes de otros orgánulos. Ruta de síntesis en el citoplasma (clásica): Se inicia con la condensación de tres moléculas de acetil-CoA formando hidroximetilglutaril-CoA (6 átomos de carbono). Seguidamente se forma ácido mevalónico (gasto de NADPH). Esta molécula se descarboxila y sufre dos fosforilaciones consecutivas dando lugar al isopentenil bifosfato (5átomos de carbono). Ruta de síntesis en el cloroplasto (alternativa): Esta ruta da lugar a todos los terpenos de los plastos, partiendo del piruvato el cual sufre un proceso de activación (unión de TPP-E y descarboxilación) y del gliceroaldehido-3P los cuales se condensan produciendo la 1-deoxi-D-xilulosa-5P, un compuesto estable de 5 carbonos. Este compuesto se reduce para dar lugar al 2-C-metil-D-eritritol-4P (MEP) que finalmente formará el IpPP. Alargamiento de la cadena terpénica El Isopentenil pirofosfato puede pasar a dimetilalil pirofosfato (DMAPP). Estos dos compuestos se unen para formar todos los terpenos mediante dos tipos de uniones: uniones 1'-5 y uniones de dimerización 1'-1. Uniones 1'-5: El grupo pirofosfato del DMAPP tiende a salir de la molécula arrastrando electrones por lo que el C1' adquirirá carga positiva. Esta carga de déficit electrónico se tiende que compensar y lo hace uniéndose a otra zona de alta densidad electrónica, el C5 del IpPP (ya que tiene un doble enlace que le da esta mayor densidad electrónica). Mediante esta unión se forma el geranil bifosfato (y se podrán formar distintos monoterpenos). El monoterpenos formado vuelve a tener un extremo pirofosfato como el del DMAPP por lo que podrá a unirse con otro IpPP. La geranil difosfato sintasa es la enzima que ayuda a unir el DMAPP con el IpPP reacción que se da en los plastos (esta enzima solo se encuentra en estos compartimentos). La farnesil difosfato sintasa permite la unión de un DMAPP con dos IpPP consecutivos formando el farnesil difosfato (FPP). Esta reacción se da en el citoplasma de plantas (la enzima solo está en el citoplasma). La geranil geranil difosfato sintasa se encuentra solo en plastos y forma el geranil geranil difosfato (GGPP molécula de 20C) mediante la unión de 3 IpPP con el DMAPP. Estas enzimas son específicas del compuesto que forman pero no tanto de su sustrato. La formación de GGPP puede darse a partir de 3 IpPP y 1 DMAPP o a partir de GPP y 2 IpPP ya que la síntesis de GPP se da en el mismo compartimento que la de GPP. En principio estas dos vías están totalmente separadas. Parece que hay una pequeña conexión entre estas vías, pero el único compuesto que puede que en algunos momentos puede atravesar la membrana plastídica es el IpPP (no es seguro que esto sea posible). Reacciones de dimerización (1'-1) Se da la unión de dos grupos que en principio no tienen afinidad para unirse porque no hay un dador y un aceptor de electrones. Los carbonos 2 y 3 son de alta densidad electrónica ya que tienen un doble enlace. El carbono C1' ataca a los C2 y C3 de la otra molécula produciéndose un ciclopropano (1'-2-3). Esto hace que se genere una torsión en la molécula lo cual acaba rompiendo el ciclopropano dando una unión 1'-1. 2 FPP formarán una molécula de 30 carbonos ( Escualeno (precursor de todos los triterpenos) mediante la escualeno sintasa (citoplasma). Los fitoesteroides derivan de estas moléculas. 2 GGPP forman una molécula de 40 carbonos, el fitoeno mediante la fitoeno sintasa (plastos). Los carotenoides derivan de estos compuestos. 3. Monoterpenos Los monoterpenos pueden ser de cadena abierta, ser monocíclicos, bicíclicos tricíclicos. Pueden tener dobles enlaces aislados, pueden tener grupos ácidos, hidroxilos y cetonas. En algunos compuestos aparecen núcleos de hexano que podrían confundirse con los fenoles (pero estos nunca son aromáticos). La mayoría son compuestos lipófilos y volátiles y generalmente son componentes de esencias. Iridoides: monoterpenos unidos a azúcares. La parte glucídica y los grups ácidos les confieren estabilidad y hidrosolubilidad por lo que estos compuestos no se encuentran en sistemas secretores como la gran mayoría de monoterpenos. Los irioides constituyen los principios amargos de muchos productos. Las esencias se forman y se acumulan en unas glándulas especializadas de esencias. Las plantas que producen esencias tienen hojas tomentosa (peludas) como la lavanda. Las pilosidades son en realidad tricomas, que son estas glándulas especializadas que producen y acumulan la esencia. El tricoma tiene unas células basales en su parte inferior, una célula del pie y las células secretoras que son las encargadas de sintetizar la esencia y de secretarla a la cavidad rodeada de epidermis donde se acumula. Podemos encontrar los tricomas en tres estados funcionales distintos: Pre-secretorio: glándula vacía y células secretoras sintetizando la esencia. Secretorio: La glándula ha almacenado suficiente cantidad de esencias. El que la glándula libere o no la esencia dependerá de la especie ya que especies que necesiten las esencias para ahuyentar a algunos insectos en cuanto hayan acumulado suficiente cantidad de compuesto lo liberarán mientras que otras especies que no dependan de sus tricomas para su defensa podrán mantenerse en el estado secretorio de forma indefinida. Algunas plantas como el tomillo o el romero hasta que no tocamos sus hojas no podemos percibir la esencia. Esto es debido a que al tocarlas rompemos estas glándulas y liberamos la esencia. Post-secretorio: estado posterior a la secreción de la esencia. 4. Sesquiterpenos La formación de sesquiterpenos tiene lugar en el citoplasma a partir de farnesil difosfato. Igual que los monoterpenos, los sequiterpenos pueden ser compuestos cíclicos o acíclicos, saturados o insaturados y pueden ser sustituidos con diversos grupos funcionales como el caso del farnesol que incorpora un OH en su molécula o el ácido abcísico que incorpora un grupo ácido. El ácido abcísico es un sesquiterpeno que tiene mucha importancia en plantas ya que es una hormona que le ayuda a la planta a defenderse del estrés hídrico, interviene en el cierre estomático y es el responsable de la formación de la capa de abscisión (capa de polisacáridos), una cicatriz que se forma cuando un órgano vegetal cae. Los sesquiterpenos son compuestos lipófilos menos volátiles que los monoterpenos ya que tienen un peso molecular mayor. Comúnmente se acumulan junto con monoterpenos form

Los consejos tienen una finalidad meramente orientativa, sin entrar a juzgar la profesionalidad de los docentes de nuestras universidades. Los apuntes, así como el resto de contenidos que son elaborados por los usuarios de la web, en ningún caso son atribuibles a los profesores. Los nombres aparecen exclusivamente a título informativo como referencia para el usuario. Los modelos de examen de cursos anteriores son compartidos por los propios usuarios, y prentenden servir como guía orientativa de estudio para sus compañeros. Patatabrava.com no puede comprobar la veracidad y fiabilidad de todos estos contenidos académicos. En todo caso, Patatabrava.com se reserva el derecho a eliminar cualquier aportación que no cumpla las condiciones de uso en el aviso legal.

Buscador general de apuntes
Buscador general de apuntes
X
¿Problemas con la contraseña?

¿Todavía no eres de Patatabrava?

Aquesta finestra es tancarà en 3 segons

T’has apuntat correctament a aquesta assignatura. T’avisarem quan hi hagi nous continguts de la mateixa!

 

¿Seguro que quieres eliminar la etiqueta?

Esto sería un texto puesto dentro de un parrafito, explicando lo que fuera.