biosyntes

Sitter på biblioteket. Det känns som ett koncentrat av folkhemmet. Alla får plats. Han som har en handduk(?) på huvet, långa smutsiga naglar och en fruktansvärd kroppslukt som svävar en kvadratmeter kring honom. Kvinnor i övre medelåldern. Folk som nyligen kommit till Sverige och som chattar med släktingar i datahörnan. Och så jag med studiekamrater då. Dagen har gått i biosyntesens och det sura, kalla kaffets tecken. Nu kommer jag till poängen :

¤ Vad karaktäriserar substanser som bildas ur shikimisyracykeln?

Aromatiska ringar med tillhörande korta kolkedjor!

De har oftast inte dubbelbundna syren.

OBS OBS OBS! De tre aromatiska aminossyrorna bildas genom denna väg.

Vad heter de tre aromatiska aminossyrorna?

Fenylalanin, tryptofan, tyrosin.

Av dessa är fenylalanin och tryptofan essentiella, dvs MÄNNISKOKROPPEN kan ej tillverka dessa. Därmed måste vi äta exempelvis växter som innehåller dem.

Vad kallas de substansklasser som bildas genom acylpolymalonatvägen?

Polyketider /acetogeniner. (Ursprung från acetat)

Vad ger reducering av polyketider upphov till?

T.ex. vaxer, fetter och ekoisanoider.

¤ Vad kännetecknar substanser som bildas ur acylpolymalonatvägen? Hur kan man skilja dem från substanser från shikimisyracykeln?

De är s.k. polyketider. Känns igen på sina långa, ogrenade kolkedjor och dubbelbundna syren. De kan vecklas ihop och då bilda antrakinon som är en aromatisk förening som alltså INTE kommer från shikimisyracykeln!

Hur ser antrakinon ut?

Hur ser polyketider ut och hur bildas de?

Acyl-s-CoA och malonyl-s-CoA kopplas ihop till en kedja :

Vad är ekoisanoider?

De härstammar från tre olika essentiella fettsyror;

Eicosapentaenoic acid (EPA), an ω-3 fatty acid with 5 double bonds;

Arachidonic acid (AA), an ω-6 fatty acid, with 4 double bonds;

Dihomo-gamma-linolenic acid (DGLA), an ω-6, with 3 double bonds.

Omega 3 eller omega 6 och ger upphov till en mängd olika molekyler, ofta inblandade i inflammation eller immunsystemet. T.ex. prostaglandiner. Omega-6 kan ge upphov till inflammatoriska substanser i hägre utsträckning än Omega3.

Vad leder arakoidonsyra till vad gäller ekoisanoider?

Lång kedja veckas ihop och bildar prostaglandin, tromboxan och leukotrien!

Ge några exempel på polyketid-föreningar!

Antrakinoner!

Makrolider (typ av antibiotika som binder till ribosomerna i bakterier och därmed hämmar deras proteinsyntes).

Tetracykliner (också antibiotika, de verkar bland annat genom att påverka ämnesomsättningen hos bakterierna).

Ena halvan av flavonoider.

Vad bildas ekoisanoider ifrån?

Arakidonsyra! Och omega 3 och omega 6. Exempel på ekoisanoider : prostaglandin E3, tromboxaner och leukotriener.

Vad är antrakinoner? Vad kännetecknar dem?

De är ofta starkt färgade (lila/röda). Deras grundstruktur : aromatiska ringar! Deras biosyntes = undantag! De flesta bildas genom acylpolymalonatvägen men kan även bildas via shikimisyravägen. Shikimisyrasyntesvägen ger i regel aromatiska ringar. Genom att vecka den långa kolkedjan under acylpolymalonatvägen och ta bort vissa av de dubbelbundna syreatomerna kan vi även via acylpolymalonatvägen bilda aromatiska ringar. De är inte vattenlösliga i sin grundstruktur, men har ofta socker bundna tll sig för att åstadkomma vattenlösning i naturen. Ett av de vanligaste användningsområdena : laxérmedel. Påverkar peristaltiken i tarmarn – mycket kraftfull effekt...

På vilket sätt påverkar antrakinoner av bakterier i tarmen?

De bildar antranoler genom oxidation. Antranoler står i sin tur i jämvikt med antroner. Antroner ger reduktion av tarmbakterier. Det ger den laxerande effekten.

Vad är glykosylerade föreningar / glykosider?

De består av en sockerrest-del och den del av glykosiden som EJ är socker; aglykon.

Var ligger den farmakologiska effekten, vanligen?

I aglykon-delen! Men farmakokinetiskt är sockerdelen ofta oerhört viktig!

Ge exempel på glykosider som läkemedel!

Hjärtglykosider från växtsläktet digitalis!

Beskriv falvonoider!

De bildas ”till hälften” från acylpolymalonatvägen och till andra hälften från shikimisyrasyntesvägen! Detta kan vi se på biosyntes-översikten!

Flavonider är vanliga hos växter, bildar ofta gula pigment (höst-ämnen, alltså!).

Det latinska namnet för ”gult” är ”flavus”, därav namnet!

För att bättra på vattenlösligheten har de ofta sockerrester bundna till sig.

De är lätta att isolera.

De är lätta att separera.

De är lätta att identifiera.

De är stabila!

Varför har flavonoider som ämnesklass studerats så länge och i så hög utsträckning?

För att de är lätta att isolera, separera och är stabila över tid.

Vad har de för farmakologiskt betydelse?

Hittills inte så stor. De har inte haft så kraftig effekt i studier och har därmed förbisetts. Dock har senare studier bevisat att en typ av flavonoid kan ha exempelvis cytotoxisk effekt – kan därmed eventuellt ge cancerläkemedel i framtiden. De förekommer som komponent i växters försvar och transporterar växters signalsubstans.

Hur ser flavonider ut?

De har aromatiska ringar OCH dubbelbundna syren.

Vilken är den sista biosyntesvägen?

Isopentenyldifosfatvägarna! Det är egentligen två vägar. Det vill säga, det finns två inkörsportar in i denna väg : via plastidvägen och via mevalonsyravägen. Dessa båda ”småvägar” leder till en gemensam precursor : isopentenyldifosfat! p. 78.

Vad kännetecknar substanser som bildas via ipp-vägen?

s.k. isopren-hundar.

Vilka viktiga substanser bildas oftast via ipp-vägen?

Steroider och terpener!

Beskriv terpener!

Terpener är en mycket omfattande samling kolväteföreningar, som är de viktigaste beståndsdelarna i eteriska oljor och andra naturprodukter. Dessa har ofta tydlig lukt, mest typiskt i barrträdsoljor. Det finns tiotusentals varianter med tusentals användningsområden. Terpener indelas i monoterpener, diterpener, tetraterpener och seskviterpener. A-vitamin byggs upp av en diterpen emedan karoten är en tetraterpen. När tetraterpen intas med födan så sönderfallen den av kroppens enzymer och bildar a-vitamin. Tallen innehåller bl. a. terpenerna pinen och limonen. Ett mycket gammalt naturläkemedel är tallstrunt som utgör årsskotten av tall. Skotten stormkokades och ångorna andades in. Det var mycket verksamt mot slemhosta och luftrörskatarr. Man kan även göra ett teavkok på tallstrunten men det är beskt. Den beska smaken kan inte tas bort även om man sötar med honung. Namnet terpen kommer av terpentinolja (av grekiska terebinthos = terpentinträd) som var en av de först utforskade eteriska oljorna.

Beskriv monoterpener!

Terpener som har tio kolatomer. Ingår ofta i essentiella oljor.

Beskriv diterpener!

De har 20 kol!

Beskriv triterpener! Vilka viktiga substanser ger de?

30 kol! Steroider!

Hur skiljer sig syntesten av steroider åt mellan växt och djur?

Hos växter syntetsiseras skvalen till steroid via cycloartenol

Hos djur går syntesen från skvalen till steroid via lanosterol.

Skvalen kan veckas samman – beroende på hur det veckas avgör hur steroidskelettetet sen ser ut.

Vad är triterpener?

C³⁰! De har ofta sockerrester kopplade till sig, är därmed saponiner. De sänker ytspänning och skapar skum – ingår ofta i tvål och tvättmedel. Vissa delar av molekylen är alltså hydrofil, den andra är lipofil. Det är ingen fara med detta så länge man inte äter tvål utan reserverar användandet till utvärtes bruk – men får man saponiner i blodomloppet på något vis kan de göra stor skada.

Vilka är de två viktigaste grupperna av triterpener?

Triterpensaponiner och steroidsaponiner. Alla steroida föreningar bildas av triterpener!!!

vad heter startkomponenten i steroidsyntesen?

Skvalen.

Vad kännetecknar polyketid-kedjor?

Dubbelbundna syren!

Silibinin – utvinns från mjölktisteln och har en leverskyddande effekt. Används därmed för att behandla förgiftningar.

Beskriv uppdelningen av ipp-vägarna och de senare årens modifieringen av denna uppdelning!

I kort het : tidigare hävdades att : monoterpener, diterpener, tetraterpener tillverkades i plastiderna.

Samt att : seskviterpener, steroler och triterpener tillverkades i cytoplasman av olika enzymklasser

(bakteriellt ursprung respektive eukaryot ursprung). Man trodde alltså att två olika maskinerier använde isopentenyldifosfat och tillverkade olika produkter ifrån det.
Idag vet man dock att den strikta uppdelningen inte gäller till hundra procent. Mellan syntesvägarna förekommer ”extensive cross-talk” - det vill säga; de byter kolföreningar. Man kan därför inte riktigt säga att t.ex. triterpener enbart tillverkas i cytoplasman! Gränserna mellan produkterna tenderar i ny litteratur att suddas ut.

Hur bildas isopentenyldifosfat?

I mevalonsyravägen (ute i cytoplasman) bildas det från 3 st Acetyl-CoA

I plastiderna (i kloroplasterna) från glyceral-aldehyd-3-fosfat, pyruvat och tiamindifosfat.

Själva isopentenyldifosfat är sedan grundstenen för alla terpener!

Vad är ISOPRENREGELN?

Det innebär att alla terpener, oavsett hur komplexa de är, kan kännas igen genom att dess grundskelett innehåller 5-kolselement av isoprentyp.

Denna struktur kallas ibland ”isopren-hund” - med lite fantasi kan man urskilja en hund. Dessa hundar ska finnas i terpener! Isoprenhundens huvud och framben skiljer sig åt.

Beroende på hur många isoprenenheter man sätter ihop, dvs hur många C-atomer som ingår i färdiga produkter delar man in terpener i olika grupper.

Hur kan monoterpener modifieras? (C10)

De kan bli vanliga kolväten, aldehyd, alkoholer...

Hur sker bildandet av monoterpener?

Ofta via GPP som hydrolyseras.

Vad är iridoider?

Den mest komplicerade monoterpen-typen; består av en femring och en sexring sitter ihop. Sexringen ska innehålla ett syre. De är vanligen kopplade till substiuenter, observera alltså att bilden nedan endast visar skelettet!

De är extremt bittra! De har traditionellt använts i systematiska sammanhang – växtgruppen ”asteroider” kännetecknas exempelvis av att de har iridoider! (Innan DNA-sekvenseringen kunde användas för systematisk indelning av organismer).

Vad är semisyntes?

Man tar en produkt från naturen (exempelvis en växtsteroid) och utför sedan modifieringar i labbet. Det funkar förståss bäst om utgångsprodukten från naturen är lik slutprodukten man vill ha – vilket är fallet när det gäller steroider!

Exempel på detta?

Kemisten Markers revolutionerande arbete i USA på 40talet – han skapade exempelvis progesteron från diosgenin – en substans som utvanns ur discorea-släktet.

Beskriv biosyntesvägen för tanniner!

Precis som flavonider så är tanninerna astringerande och bittra ämnen. Tanniner är polyphenoler. De består av två huvudgrupper;

1. Hydrolyserade tanniner – formas genom förestring av socker. De har enkla phenolsyror och kommer från Shikimisyracykeln. Kan hydrolyseras av bas till enkla syror och sockerarter.

2. Icke-hydrolyserade tanniner – bildas av kondensation av flavonider.

Vad är det mest speciella med tanniner?

De kan binda proteiner!