Enzime

* heteroproteine ; metaboliti principali ; in cantitate mica in celula* au rol de biocatalizatori* nu participa la reactiile chimice (se gasesc ca atare la sf. reactiei )

→ apoenzima (proteica) – holoproteina* ii ofera specificitate de substrat si formeaza legaturi labile, reversibile cu unul din reactanti (complex temporar enzima-substrat)→ coenzima (neproteica) – heteroproteina care ii ofera specificitate de actiune.! Exista si enzime lipsite de coenzima, puterea enzimatica data de functii libere (SH, OH), care sunt centrii catalizatori (ribonucleaza)

* NAD+ (nicotinamid-dinucleotid) → oxidarea acizilor grasi, dehidrogenarea din ciclul Krebs* NADP (nicotinamid-dinucleotid-fosfat) → fotosinteza* FAD (flavin-adenin-dinucleotid) → coenzima unor enzime flavoproteice* CoA (coenzima A/ CoA-SH) → coenzima acetilarii ; SH activeaza acizii org, datorita legaturii macroergice de tip tioester, in prezenta ATP* ioni metalici: Zn, Cu, Mn, Mg2+, Fe3+

Conditii de reactie:* toC scazuta (peste 40oC, proteinele se precipita)* mediu apos* pH = 7 (rar pH 1.5-2.5 pepsina ; pH 8 tripsina)* presiune atmosferica

Tipuri de enzime:* exoenzime – ies din celula, intra intr-o gazda unde-si indeplinesc rolul: Ciuperci sau bacterii patogene* endoenzime – actioneaza in interiorul celulei

Nume: substrat+aza ; planta din care s-a descoperit: Digitalis purpureea – digipurpuridaza (B-glicozidaza)

Sistem de 6 clase:* oxidaze ; transferaze, hidrolaze, liaze, izomeraze, ligazeSistem de 4 cifre: glicerolesterhidrolaza 3113 ; alcool NAD oxidoreductaza 1111

Pt plantele medicinale:* inhibarea activitatii enzimelor este importanta in procesul de conditionare, pentru a evita descompunerea (uscare, coagulare, tratare cu vap de alcool)* favorizarea actiunii enzimelor realizand conditii optime de toC, pH, umiditate

Semintele de Theobroma Cacao sunt supuse fermentatiei* se transforma taninurile in flobafene (rosu-brun) * se hidrolizeaza substantele amare → aroma specifica

Frunzele de Thea sinensis sunt supuse fermentatiei* ceaiul negru are gust diferit de ceaiul verde, care are frunzele uscate artificial

Enzime cu importanta medicinala

Papaina [Caryca papaia fructus] – enzima proteolitica, cheratolitica, antihelmiticaFicina [Ficus sp.] – actiune antihelmitica distrugand cuticula viermilor intestinaliCelulaza/hemicelulaza din Brassica oleracea (varza), Cucumis sativus (castravete), Phaseolus vulgaris (fasole) → degradarea celulozei/hemicelulozei

Fitohormoni

* factori de crestere; fitoreglatori de crestere

Sunt metaboliti principali (cantitati mici) cu rol in* cresterea si dezvoltarea plantei de la zigot la planta matura* germinare, rizogeneza* formarea fructelor, deschiderea mugurilor* absorbtia si circulatia substantelor minerale si rezistenta la stres

! Exista substante retardante / inhibitoare ale cresterii* Fitohormonii au structuri diferite, sunt liberi sau asociati cu proteine, sunt sintetizati in celulele tinere ale unor organe vegetale, in cantitati mari = toxici

1) Auxine* prima substanta descoperita este auxina C sau acidul indolil acetic (AIA)* precursorul sau este triptofanul (indolil-alanina)* se formeaza in meristemele apicale* influenteaza tropismele (curburi)* stumuleaza / inhiba cresterea unui organ in functie de c%

* acumulat in muguri / seminte / polen / coleoptil* influenteaza formarea fructelor partenocarpice (fara seminte)* regleaza sinteza etilenei* s-au indentificat indolil etanolul si indolil acetaldehida* concentratie activa in ct mici (10-5 – 10-12 moli/L) ; in ct mare formeaza complecsi cu actiune ierbicida (inhiba cresterea)* circula inactiv, activarea facandu-se la celule meristematice* ex. ascorbinogen (vit C + auxina) ; glucobrascina * in afara de auxina mai exista si auxinomimetice (acelasi efect)

2) Giberelinele* fitohormoni terpeni, cu nucleu giban (C20)* exista peste 60 de gibereline* identificata la Orzya sativa (orez) pe care se dezvolta o ciuperca Giberella, care detm o crestere anormala in lungime.* se gasesc libere, conjugate (esteri cu B D glucoza), legate de proteine* sintetizate in radacina; depuse in fructe mature si seminte* circula cu ajutorul vaselor* cel mai important: acidul giberilic: 2OH + 2COOH* GA, GB, GA1, GA2* favorizaza cresterea prin alungire si stimuleaza diviziunea* stimuleaza anteza, cresterea fructelor carnoase, si celor partenocarpice* stimuleaza germinarea semintelor, sinteza heteroproteica, a ARNm

3) Citochinine* rol in crestere (stim. diviziunea celulara ; citochineza)* kinetina (furfuril-adenina), produs de degradare ADN* se fm in meristeme apicale + laterale (zona cambiala)* previn imbatranirea cloroplastelor, tesuturilor si frunzelor* stimuleaza formarea mugurilor, morfogeneza, fotosinteza* infl. biosinteza proteinelor si metabolizarea acizilor nucleici* ex. Zea Mays (porumb) – zeatina ; dihidrozeatina din leguminoase si porumb

4) Etena* formata in plantele superioare alaturi de auxina* determina cresterea in lungime* se fm in celule meristematice avand ca precursor metionina* se gaseste in ct mare in fructe ; * favorizeaza cresterea fructelor carnoase si alaturi de auxina, vindecarea ranilor* creste rezistenta la imbolnavire si scade efectul stresului asupra plantei

5) Fitocrom (structura tetrapirolica liniara) [polifirinica]* culoare verde-albastruie* stimuleaza fotosinteza si formarea de enzime, fitohormoni, metaboliti secundari (antociani)

6) Acid Abscisic* inhibitor natural de natura sequinterpenica (C15)* produs de degradare al xantofilelor (pigment)* alaturi de auxine, gibereline si citochinine regleaza procesul de crestere si dezvoltare, prin inhibarea deschiderii mugurilor si germinarea semintelor* accelereaza caderea frunzelor si fructelor* se acumuleaza in tesuturile imbatranite si in frunzele iluminate slab* uniformizeaza maturarea si caderea fructelor* util in depozitarea semintelor ; in evitarea formarii lastarilor la cartofi

Vitamine

* biocatalizatori* indispensabile in cresterea si dezvoltarea organismelor vegetale si animale* avitaminoze / hipervitaminoze / hipozitaminoze* organismele animale nu le sintetizeaza si nu le stocheaza* exista provitamine (precursori ai vitaminelor) – B-caroten* exista avitamine cu efect antagonic vitaminelor

A. LIPOSOLUBILE* insolubile in apa* produc hipervitaminoze

1) Vitaminele A* antixeroftalimca (vitamina cresterii [A1])* dehidroretinol [A2] → provitamina A ; B caroten {1BCRT → 2 vit A}

* In celula vegetala → cromoplaste si cloroplaste* Daucus carota (morcov) – bogat in carotenoide – radacina * Rosa canina (maces) – fructe * Hippophae rhamnoides (catina alba) |* Tagetus patula (crăiţe) | → flori* Calendula officinalis (gălbenele) |

Rol: * stimuleaza formarea anticorpilor* in sinteza rodopsinei* fixeaza radicalii liberi* asigura integritatea celulei epidermice

2) Vitaminele D* D2-D7 sunt sterolice, sintetizate sub actiunea razelor UV

* in animale – peste, ficat, lapte, oua* in plante → Helianthus annuus (floarea soarelui) – uleiuri

→ Soja hispida (soia) – uleiuri → Curcubita pepo (dovleac) – uleiuri → Olea europaea (masline) – uleiuri → seminte germinate, spanac

* drojdie, ciuperci [bogate in ergosterol]

D2 = ergocalciferolD3 = colecalciferolD4 = dihidroergocalciferolD5 = sitocalciferolD6 = dehidrostigmasterolD7 = din D3

Rol: absorbtia si metabolizarea Ca si P, mineralizare osoasa si a parului * regleaza secretia de insulina, neuroprotector, imunomodulator, chimiopreventiv

3) Vitamina E (tocoferol)* vitamina reproducerii, antiseterilitatii* nucleu de baza = benzopiran* frunze / muguri * seminte germinate (germeni grau, porumb)* uleiuri vegetale (ulei de germeni de porumb)* migdale, nuci, arahide

Rol:* favorizeaza fosforilarea si formarea compusilor macroergici* formarea tesutului conjunctiv ; imbunatateste raspunsul imun

4) Vitamina F (antidermatitica) * amestec de acizi grasi nesaturati* este un vitaminoid* se sintetizeaza doar in plante* surse: uleiuri de in [Linum usitatissimum] ; arahide [Arachis hypogaea] ; luminita noptii [Oenothera biennis]

5) Vitamina K (antihemoragica)* in ct mari in cloroplaste (frunze) de lucerna , trifoi, spanac, conopida* se sint in plante si la nivelul tubului digestiv (int subtire)* rol in coagularea sangelui (fibrinogen → fibrina)

B. HIDROSOLUBILE* rol in oxidari, fosforilari si respiratia celulara* solubile in apa, excesul se elimina

1) Vitamina B1 (tiamina)* rol de coenzima in decarboxilarea cetoacizilor* rol in metabolismul AA, si functionarea sistemului nervos* se gaseste in semintele de Fabaceae sp. si Poaceae (tărâţe), drojdia de bere, nuci, sfecla, cartofi, flori, polen, frunze* avitaminoza → Beri Beri (tulburari SNC, atrofieri musculare, oboseala, chiar paralizii)

2) Vitamina B2 (riboflavina)* dinucleotida* rol in reglarea proceselor metabolice, in metabolismul lipidic* rol in sinteza acizilor nucleici* coenzima in oxido-reducere, procesul de crestere, vedere* surse: porumb, drojdie, germeni de grau, ciuperci, lapte oua, ficat carne vită

3) Vitamina B3 / PP (antipelagroasa)* legume, ciuperci, drojdie de bere, alune, cereale, cartofi, ficat, peşte, ouă* rol in sinteza unor oxidoreductaze, asimilarea P, G, L.* rol in respiratia celulara* trateaza pelagra (inflamatii la nivelul gatului si mainilor)

4) Vitamina B5 (acid pantotenic)* in laptisor de matca, drojdie de bere, soia, legume, ficat, peste* intra in structura CoA* rol in sinteza aciziolor grasi (seminte din Fabaceae)* factor de crestere pt organism (stimuleaza metab. celular)* mentine integritatea structurala a mucoaselor si pielii* rol anti-stress* terapeutic se foloseste pantotenat de Ca

5) Vitamina B6 (piridoxin-fosfat / piridoxina)* intra in structura unor enzime → decarboxilare si transaminarea AA* factor de crestere pt microorganisme* in germeni, legume* avitaminoza produce modificari cutanate, tulburari SN, anemie, iritabilitate, astenie

6) Vitaminele B7, B8, H (Biotina)* rol in hematopoieza* mentinerea structurilor si functiilor nucleoproteinelor si nucleozomilor* confactor enzimatic pt carboxiltransferaze, liaze, ligaze C-C* sintetizata numai de plante* cereale, ridici, oua, ficat, drojdii

7) Vitamina B9 (Acid folic)* factor de crestere* trateaza anemia impreuna cu B12* in frunze, mazare, sfecla, germeni de grau, ficat, muschi

8) Vitamina B12 (cobalamina)* antipernicioasa ; indispensabila* Cobalt central* in plante in cantitati extrem de reduse* surse: ficat, fructe de mare* se sintetizeaza de catre microflora intestinala animala* rol in biosinteza nucleoproteinelor, crestere, hematopoieza, functionarea SN, maturizarea eritrocitelor* avitaminoza → anemie pernicioasa

9) Vitamina C (acid ascorbic / antiscorbutica)* cu exc om si maimuta, animalele pot sintetiza vitamina C* 4OH, 1C=O, 1COOH* circula si sub forma de ascorbinogen* implicata in procese metabolice* antioxidant ot vitaminele liposolubile* creste rezistenta organismului, inhiba fm nitrozaminelor cancerigene* protector al aparatului cardiovascular* citrice, macese, catina, coarne, ardei, marar, lucerna, vinete, varza rosie

10) Vitamina P (permeabilitatii capilare)* creste rezistenta capilara* surse: salcam japonez, citrice* pseudovitamina* Tarosin c si Detralex

11) Vitamina H? (PABA)* previne depigmentarea pielii si parului* actiune antagonista fata de sulfamide* intra in structura acidului folic* proprietati antioxidante, probiotic, melanostimulator, imunostimulator* esteri: procaina / anestezina* surse: legume, drojdie de bere, cereale integrale, ficat, oua, lapte

Metaboliti secundari

* substante organice specifice plantelor, cu structuri heterogene, rezultate in urma catabolismul metabolitilor principali in prezenta enzimelor specificeEx. alcaloizii se sintetizeaza din AA proteinogeni rezultati din catabolismul proteic* au rol in apararea impotriva factorilor externi* pot fi medicamente pentru vertebrate* se formeaza si se depoziteaza in anumite organe ale plantei care se recolteaza – produse vegetale pt fitoterapie

* fitocinide: acizi organici (benzoic, cafeic) ; chinone vegetale (busuioc) ; clorofiline ; cu sulf (aliina, alicina din Alium Cepa si Allium sativum [usturoi])* insecticide: (rotenone – din leguminoase ; piretrine, piretrolone, restrine din Pyretrum cinerariefollium [piretru] ; izobutilamide din Asteraceae)* antibiotice (acid usnic ; cetraric)

1) Heterozide (glucide complexe)* alcatuite din aglicon (genina) si glicon* se descompun in hidroliza acida in cele 2* aglicon poate fi fenol, alcool, amina, tiol* agliconul confera proprietati specifice, actiune si toxicitate* gliconul solubilizeaza si reduce toxicitatea

Frangulozida din Rhamnus frangula [cruşin] cu actiune laxativaAucubozida din Aucuba japonica [laur japonez] cu actiune antiinflamatoareSalicozida din Salix caprea [salcie] cu actiune antipiretica

Pot fi: O, N, S, C-heterozide

Dupa natura agliconului* heterozide cianogenetice – fam. Rosaceae* tioheterozide – fam. Cruciferae* antocianozide* heterozide ale cumarinelor (cumarine, furanocumarine)* heterozide antrachinonice* heterozide naftachinonice* heterozide triterpenice* heterozide sterolice – Liliacae, Fabaceae, Dioscoraceae

2) Alcaloizi* metaboliti cu N in heterociclu, toxici pt vertebrate* au reactie bazica si sunt insolubili in apa* in vacuole bazicitatea este neutralizata prin formarea de saruri alcaloidice, solubile in apa* sunt chemotaxoni pt unele familii de plante (alcaloidigene) : Solanaceae, Papaveraceae, Apocynaceae, Rubiaceae* in cantitati mici → prevenirea / vindecarea / ameliorarea unei boli* au actiune asupra SNC , SNV si SNP

* Pseudoalcaloizii nu rezulta din AA: taxol din Taxus baccata (scoarta de tisă)* Protoalcaloizii au N in afara heterociclului : efedrina, colchicina* Amine biogene rezultate prin decarboxilarea unor AA* sunt amine co rol fiziologic* ex. histamina din histidina

3) Terpene* sunt metaboliti cu structura izoprenica (C5H8)n

* rol analgezic, antispastic (mentol) ; antiseptic (rezine din conifere) stomahica [stimuleaza apetitul] (principii amare din Gentianae radix)

→ monoterpene (n=2) – lichide volatile (ulei vol): ex. mentol – in perii glandulari de la Labiatae ; mentol cu actiune analgezica, antispastica

→ sesquiterpene (n=3) – solide (principii amare): in peri glandulari de Asteraceae

→ diterpene (n=4) si triterpene (n=6) : in rasina speciilor de Pinaceae

→ tetraterpene (n=8)

4) Taninuri* metaboliti cu structura polifenolica, gust astringent si care precipita proteinele formand complecsi impermeabili / imputresceibili* au rol de aparare impotriva microorganismelor* actiune antiseptica, astringenta, antidiareica, cicatrizanta, hemostatica

a) taninuri galice* hidrolizabile, tanozide, taninuri propriu-zise ; rezultate din polimerizarea acidului galic (acid 3 4 5 trihidroxi benzoic)

* sunt di-trimeri ai acidului galic* se gasesc in scoarta unor arbori (stejar, salcie, molid)* in frunze : Hamamelis virginiana si Thea sinensis* in fructe : Prunus spinosa (porumbe), Vaccinium mirtillus (afine)* in gale de stejar (patologic)

b) taninuri catehice * nehidrolizabile, condensate ; rezultate prin polimerizarea catechinei

Alti metaboliti secundari:* liganii – produsi de polimerizare ai fenil-propanului, cu actiune fitoestrogenica, antitumorala* iridoide – monoterpene, sintetizate pornind de la izopren, intermediar in biosinteza alcaloizilor. Ex. oleuropeina cu actiune antiinflamatoare, antitumorala