defesa vegetal e metabólitos secundários...co 2 fotossíntesemetabolismo primÁrio eritrose...

Metabólitossecundários

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Metabólitos secundários• Quais as funções dos metabólitos secundários?

• Quais os principais grupos de metabólitossecundários?

• Quais as principais vias do metabolismo secundário?CO2

fotossíntese

METABOLISMO PRIMÁRIO

eritrose 4-fosfato

fosfoenolpiruvato piruvato

3-fosfoglicerato

Acetil CoACiclo de ácido

tricarboxílico

aminoácidos

alifáticos

VIA DO ÁCIDO

CHIQUÍMICO

aminoácidos

aromáticos

substâncias

nitrogenadas

VIA DO ÁCIDO

MALÔNICO

VIA DO ÁCIDO

MEVALÔNICO

VIA DO MEP

substâncias

fenólicas

terpenoides

METABOLISMO SECUNDÁRIO

substâncias

graxas

CO2

fotossíntese

METABOLISMO PRIMÁRIO

eritrose 4-fosfato

fosfoenolpiruvato piruvato

3-fosfoglicerato

Acetil CoACiclo de ácido

tricarboxílico

aminoácidos

alifáticos

VIA DO ÁCIDO

CHIQUÍMICO

aminoácidos

aromáticos

substâncias

nitrogenadas

VIA DO ÁCIDO

MALÔNICO

VIA DO ÁCIDO

MEVALÔNICO

VIA DO MEP

substâncias

fenólicas

terpenoides

METABOLISMO SECUNDÁRIO

substância

s graxas

Terpenos

• Via do ácido mevalônico• Ocorre no citosol

• É a rota clássica de formaçãodos terpenos

Unidades biogênicas do isopreno

• Via do metiletritol fosfato (MEP)• Rota alternativa para síntese de

isopentenil-difosfato

• Ocorre nos plastídeos

• Presente em eubactérias e algas verdes

• Quais os tipos de terpenos?

No. decarbonos

Exemplo

Monoterpenos 10 (C10) Componentes de óleo volátil Mentol

Sequiterpenos 15 (C15) Componentes de óleo volátilFitoalexinasDeterrentes alimentares

Ácido abscísico

Diterpenos 20 (C20) Fitoalexinas Atividade farmacológica

FitolGiberelinasTaxol

Triterpenos 30 (C30) FitosteróidesDeterrentes

Brassinosteróides

Tetraterpenos 40 (C40) Pigmentos Carotenóides

• Quais os exemplos de terpenos?

• Piretróides: monoterpenos

• Óleos essenciais: mono e sesquiterpenos

• Limonoides: triterpenos

• Cardenolídeos: triterpenos

• Saponinas: triterpenos

Substâncias graxas• Quais as diferenças estruturais de ceras , cutina e

suberina?

• Quais suas funções?

CO2

fotossíntese

METABOLISMO PRIMÁRIO

eritrose 4-fosfato

fosfoenolpiruvato piruvato

3-fosfoglicerato

Acetil CoACiclo de ácido

tricarboxílico

aminoácidos

alifáticos

VIA DO ÁCIDO

CHIQUÍMICO

aminoácidos

aromáticos

substâncias

nitrogenadas

VIA DO ÁCIDO

MALÔNICO

VIA DO ÁCIDO

MEVALÔNICO

VIA DO MEP

substâncias

fenólicas

terpenoides

METABOLISMO SECUNDÁRIO

substâncias

graxas

VIA DO ACETATO-MALONATO

CH3-COO- HOOC-CH2-COO-

+CH3-CH2-CH2-COS-CoA HOOC-CH2-COS-CoA CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-COS-CoA

C4 C6

CH3-CO-SCoA + HOOC-CH2-CO-SCoA

Acetil-CoA Malonil-CoA

CH3-CO-CH2-CO-SCoA

+ 6 HOOC-CH2-CO-SCoA

Ácido esteárico

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Ácido linoléico C18:2

C18:0

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Ácido linoléico

C C CC CCCH3 CH2CH CH2 CH2CH2 CH2 COOHCH2CH2 CH2

ÁCIDO POLIACETILÊNICO

CC CCCC CH3

FENIL-HEPTATRIINA

Bidens pilosus (Asteraceae)

CCCH2

OÓXIDO CARLINA

Carlina acaulis L. (Asteraceae)

CCCC CCCH3

S

C C CH CH2

POLIACETILENO SULFURADO

Asteraceae

ACETOGENINA

Annonaceae

Compostos fenólicos• Quais características comuns a todos os compostos

fenólicos

CO2

fotossíntese

METABOLISMO PRIMÁRIO

eritrose 4-fosfato

fosfoenolpiruvato piruvato

3-fosfoglicerato

Acetil CoACiclo de ácido

tricarboxílico

aminoácidos

alifáticos

VIA DO ÁCIDO

CHIQUÍMICO

aminoácidos

aromáticos

substâncias

nitrogenadas

VIA DO ÁCIDO

MALÔNICO

VIA DO ÁCIDO

MEVALÔNICO

VIA DO MEP

substâncias

fenólicas

terpenoides

METABOLISMO SECUNDÁRIO

substâncias

graxas

C SCoACH3

O

+ 7 C

COOH

C

O

SCoA

Acetil-CoAMalonil-CoA

CADEIA POLICETÍDICA

O

O O O

COOH

CH3

•

• •

• •

•

•

•

•

•

••

••

•

•

O

O

OH OH

COOH

CH3HO

DERIVADO DE ANTRAQUINONA

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH3

O

O

O

O

O

O

O

O

SCoA

HIDROXILAS OU ÁT. DE OXIGÊNIO

EM ÁTOMOS DE C ALTERNADOS

CO2

fotossíntese

METABOLISMO PRIMÁRIO

eritrose 4-fosfato

fosfoenolpiruvato piruvato

3-fosfoglicerato

Acetil CoACiclo de ácido tricarboxílico

aminoácidos alifáticos

VIA DO ÁCIDO CHIQUÍMICO

aminoácidos

aromáticos

substâncias nitrogenadas

VIA DO ÁCIDO MALÔNICO

VIA DO ÁCIDO MEVALÔNICO

VIA DO MEP

substâncias

fenólicas

terpenoides

METABOLISMO SECUNDÁRIO

substâncias graxas

HCHO

COHH

COHH

CH2OP

COP

CH2

COOH

+

Eritrose-4-

fosfato

Fosfoenol

piruvato

OH

OH

HO

COOH

Ác. chiquímico

COOH

OH

OH

OH

Ác. gálico

COOH

OH

O COOH

CH2

Ác. corísmico

OH

CH2CH(NH2)COOH

Tirosina

N

CH2CH(NH2)COOH

H

Triptofano

CH2CH(NH2)COOH

Fenilalanina

HOOC CH2COCOOH

OHÁc. prefênico

COOH

NH2Ác. antranílico

VIA DO ÁCIDO CHIQUÍMICO

ácidos aminados aromáticos

• Como age o glifosato?

• Qual a importancia da PAL?

• Quem são fenilpropanoides?

CH2CH(NH2)COOH

Fenilalanina

C6: FENILA C3: PROPENILA

COOHCOOHCOOHCOOH

HO

Ác. p-cumárico

COOHHO

HO

Ác. cafeico

COOHCH3O

HO

Ác. ferúlico

COOHCH3O

HO

OCH3

Ác. sinápico

geometria trans

NH3

Ác. cinâmico

COOHPAL*

• Quem são ligninas?

Ác. ferúlico

COOHCH3O

HO

CH3O CH2OH

HO

Álcool coniferílico

UM LIGNÓIDE

C6C3

C6C3

Pinorresinol

O

O

OH

OCH3

HO

OCH3

O

O

OCH3

OCH3

O

O

lignina

lignina

SUB-ESTRUTURA DA LIGNINA

• O que são ácidos benzoicos?

COOH

HO

CH3O

Ác. ferúlico

COOH

HO

CH3O

HO

CH3O C

O

H

VanilinaMETABÓLITOS CHIQUÍMICOS:

OXIGÊNIOS EM ÁTOMOS DE

CARBONO VIZINHOS ESQUELETO C6C1

oxidação

• Quem são cumarinas? E furanocumarinas?

HOC

OHO

Ácido cis-cinâmico

Geometria cis

HOCOH

OHO HO OO

Uma cumarina simples

C6C3

OOO

H3C

HO

H3C

Marmesina - uma furanocumarina

Anel furânico

HO OO

OPP

Unidade

isoprênica

Via do ácido malônico

• Quais os grupos existentes de flavonoides?• Antocianinas

• Flavonas

• Flavonois

• Isoflavonas

• Como são formados?

BIOSSÍNTESE DE FLAVONÓIDES - BIOSSÍNTESE MISTA

Cinamoil-CoAllO

CCoAS

CllO

CoAS CH2 COOH

O

OHHO

OH Uma chalcona

O

OH

HO

O

OH

OH

Luteolina

Uma flavona

C6C3:

CHIQUIM.

3 ACETATOS

Malonil-CoA llO

CCoAS

1

CoAS

OO

OO

O O

OO

SCoAO

2

3

• O que são antocianidinas? E antocianinas? Quaissuas cores?

• E os demais grupos de flavonoides? Suas funções?

Isoflavona: Anel B na posição3.

• Quem são taninos condensados? E hidrolisados? O que podem causar?

Ácido

elágico

Proantocianidinas (n = 1-30)

Polímeros de flavonóides

Polímeros de ácidos fenólicose açúcares

Compostos nitrogenados• Quem são?

• Sintetizados a partir de aminoácidos comuns

• Alcalóides

• Glicosídeos cianogênicos

• Glicosinolatos

• Aminoácidos não-proteicos

CO2

fotossíntese

METABOLISMO PRIMÁRIO

eritrose 4-fosfato

fosfoenolpiruvato piruvato

3-fosfoglicerato

Acetil CoACiclo de ácido

tricarboxílico

aminoácidos alifáticos

VIA DO ÁCIDO CHIQUÍMICO

aminoácidos

aromáticos

substâncias

nitrogenadas

VIA DO ÁCIDO MALÔNICO

VIA DO ÁCIDO MEVALÔNICO

VIA DO MEP

substâncias fenólicas

terpenoides

METABOLISMO SECUNDÁRIO

substâncias graxas

C

R1

R2

H

CH

NH2

COOH

NC

C

R1

R2

H

R2

R1

C

C N

OH

R2

R1

C

C N

O Glicose

GLICOSÍDIO CIANOGÊNICO

NOH

C

R1

R2

H

CSH

C

R1

R2

H

C

N

S Glicose

OSO3H

GLICOSINOLATO

CO2

CH

H

R2

R1

C

NOH

• Venenos voláteis como ácido cianídrico

• São ativos após a hidrólise do açúcar por enzimas que ficam emoutras organelas

• Entram em contato quando háfragmentação da planta

Glicosídeos ciânogênicos

• Mandioca doce x mandioca brava!

Ácido Cianídrico!

C

R1

R2

H

CH

NH2

COOH

NC

C

R1

R2

H

R2

R1

C

C N

OH

R2

R1

C

C N

O Glicose

GLICOSÍDIO CIANOGÊNICO

NOH

C

R1

R2

H

CSH

C

R1

R2

H

C

N

S Glicose

OSO3H

GLICOSINOLATO

CO2

CH

H

R2

R1

C

NOH

• Exemplos de plantas?• conferem sensação de

ardor a diversos alimentos: mostarda, agrião, rúcula, nabo, rabanete, raiz forte.

• Quando são clivadosliberam enxofre.

• Os mecanismos de suatoxicidade sãodesconhecidos.

GlicosinolatosGlicosídeos ciânogênicos

• Quem são os alcaloides? Qual a sua ação?• Compostos de defesa que possuem N em aneis

heterocíclicos

• Exemplos?

• Sao tóxicos principalmente à mamíferos

• Interagem com componentes do sistema nervoso (transmissores) ou afetam o transporte de membranas, síntese proteica e atividade enzimática.

NH2

NH2 COOH

NH2

NH2

COOH

NH2

NH2

NH2

NH2

BIOSSÍNTESE DE DUAS POLIAMINAS

LISINA

PUTRESCINAORNITINA

CADAVERINA

ACÚMULO DE POLIAMINAS OBSERVA-SE DURANTE DIVERSOS PROCESSOS FISIOLÓGICOS OU

ADAPTATIVOS DAS PLANTAS. EXEMPLO: ADAPTAÇÃO A ESTRESSE SALINO.

• Exemplos de síntese

N

OHHO

Retronecina

NCH3 O

COOCH3

CllO

Cocaína

ALCALÓIDES

COM ANEL

HETEROCÍCLICO

FORMADO POR 4

ÁTOMOS DE C

ornitina

Ác. succínico

Ác. chiquímico

H2NH2N

CADAVERINA

N

NH

Anabasina

Nicotiana spp.

N

N

O

H

Citisina

Spartium junceum

Fabaceae

ALCALÓIDES

COM ANEL

HETEROCÍCLICO

FORMADO POR 5

ÁTOMOS DE C

Ác. nicotínico

lisina

lisina

NH2

NH2

PUTRESCINA

NH2

COOH

R

Tirosina - Fenilalanina

NH

HO

HO

OH

OH

Norlaudanosolina

Papaver spp.

NCH3

HO

HO

O

Morfina

C6C2N

C6C2N

C6C2N

C6C2N

C6C2N

ALCALÓIDES DERIVADOS DE TIROSINA OU FENILALANINA TÊM UNIDADES

C6C2N EM SUA ESTRUTURA

HN

NH2

COOH

Triptofano

INDOL-C2N

HN

NCH3H3C

N-dimetil-triptaminaHN

NCH3H3C

OHPsilocina

INDOL-C2N

N N

CH3 CH3

CH3OH3CNHC

Fisostigmina

N

CH2OHH3C

NHCH3

Canoclavina

H

ALCALÓIDES DERIVADOS DE TRIPTOFANO TÊM O GRUPO INDOL-C2N

EM SUA ESTRUTURA