top of page

Sekonder Metabolitlere Genel Bakış

Yazarın fotoğrafı: bilimon bilimbilimon bilim

Güncelleme tarihi: 29 Nis 2023

Yazar: Stj. Dyt. Semanur Göl


Primer metabolitler (nükleotitler, amino asitler ve organik asitler) organizmanın yaşamsal işlevlerinde doğrudan etkiliyken, sekonder metabolitilerse organizmanın yaşamsal işlevi bakımından doğrudan yer almayan mikroorganizmalar veya bitkiler tarafından üretilen organik bileşiklerdir.

Sekonder metabolitler, bitki yaşamı için zorunlu olmasa da, bitki bir stres faktörüyle karşılaştığında savunma grupları olarak sentezlenmeye başlarlar.

Çevresel faktörler dediğimiz yani sıcaklık, nem, ışık yoğunluğu, su temini, mineraller ve CO2 bir bitkinin büyümesini ve aynı zamanda sekonder metabolit üretimini etkiler. Sekonder metabolitler bitkilerin yaşamsal fonksiyonları açısından en az primer metabolitler kadar önem göstermektedir. Terpenoidler gibi bazı kimyasal maddeler, hem primer hem de sekonder metabolitler arasında yer aldığından bu iki metabolit grubunu ayırt etmek bazen zor olabilmektedir. Sekonder metabolitler, stres ömrü yüksek oranda indüklenebilen birçok farklı metaboliti kapsayan geniş bir yelpazeyi içerir. Primer metabolitler, bitki gelişimi için temel olan nükleik asitler, proteinler, karbonhidratlar, yağlar ve lipitleri ifade ederken, sekonder metabolitler genellikle küçük görünümden oluşur ve düşük seviyelerde bulunur.

Primer metabolizma, temel süreçleri ifade ederken, ikincil metabolitler yaşam için gerekli olmayabilir ama türün hayatta kalmak ve kemotaksonomi çalışmaları için önemlidir.

Son zamanlarda yapılan çalışmalar, farklı sekonder ürünlerin bir süre sonra primer metabolik ürünlere indirgenebileceğini ve C ve N enerji kaynakları olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Sekonder ürünlerin katabolize edildiğine dair iki tür araştırma vardır. İlk olarak, sekonder metabolit miktarı mevsimsel ve hatta günlük olarak değişmektedir. İkinci olarak, sekonder metabolitler radyoaktivite ile etiketlendiğinde, radyoaktivite birkaç saat veya gün sonra kaybolur. Bu nedenle, birçok primer metabolit gibi birçok sekonder metabolit de bitkide rol oynayabilir.


Endüstriyel alanda ikincil metabolitler; boya, elyaf, yapıştırıcı, yağ, aroma, parfüm ve ilaç gibi ürünlerde kullanılmaktadır. Sekonder metabolitlerin biyolojik özelliklerini ve potansiyel terapötik etkilerinin artması, yeni ilaç, antibiyotik, insektisit ve herbisitlerin bir araya gelme arayışını artırmıştır. Sekonder metabolitler, bitki etkileri, endüstriyel alanlar ve sağlık gibi birçok önemli konuda rol oynarlar ve biyosentetik kökenlerine göre üç gruba ayrılırlar:

  • Terpenler,

  • Alkaloitler

  • Fenolik bileşenler


Terpenler


Terpenler, büyük bir doğal ürün sınıfıdır ve dünya genelinde yaygın olarak bulunurlar. Bu gruba giren 22.000'den fazla bileşiğin tanısı yapılmıştır. Terpenler, sadece hidrokarbon içerenlerle sınırlı değildir. Oksijen içeren terpenler de mevcuttur ve bunlar "terpenoidler" olarak adlandırılır. Terpenler, bitki dokularında serbest veya farklı bağlantılarla birleşerek bulunabilirler. Örneğin, glikozitleri veya organik asit esterleri halinde, proteinlerle bağlanmış olarak bulunabilirler. Terpenlerin izopren (beş karbon) birimlerinin sayısına göre sınıflandırıldığı ve kokularıyla önemli bir role sahip olduğu bilinmektedir. İzopren birimleri baş-kuyruk şeklinde bağlanarak doğrusal yapılar oluşturabildiği gibi baş-baş, baş-orta şeklinde bağlanarak halkalar da oluşturabilirler. Terpenlerin yapılarındaki bu çeşitlilik, onların farklı kimyasal ve biyolojik özellikler sergilemelerine neden olmaktadır.

Tetraterpenlere örnek vermek gerekir ise, karotenoid pigment ailesi örnek verilebilir. Karotenoidler özellikle bitkilerde ve diğer fotosentez yapan organizmalarda önemli bir rol oynarlar. Fotosentez sırasında ışık enerjisini yakalayarak bitkilerin besin sentezinde kullanırlar. Ayrıca, zararlı serbest radikalleri etkisiz hale getirerek bitki dokularını fotooksidasyon hasarından korurlar. Turuncu, kırmızı ve sarı pigmentleri ile bitkilerin renklerini de oluştururlar.


Alkoloitler


Alkaloitler binlerce yıldır insanlar tarafından kullanılmıştır. Örneğin, Papaver somniferum bitkisinin afyon çiçeğinden elde edilen lateksinin kullanımı en az M.Ö. 1400 ile 1200 arasına kadar dayanmaktadır ve eski insanlar, şifalı bitki özlerini çeşitli hastalıkları tedavi etmek için kullanmışlardır. Alkaloitler yıllarca kullanılmalarına rağmen terim olarak ilk kez 1819 yılında bahsedilmiştir. Alkoitler savunma amacıyla da kullanılmaktadır. Amerikan lale ağacı (Magnolia grandiflora) tarafından üretilen aporfin alkaloiti de bu amaçla kullanılmaktadır. Bu alkaloit, parazitik mantarlardan korumaktadır. Erkek kelebeklerin kur yapma başarısı, bitkilerden aldıkları alkaloitlerle bağlantılıdır. Bazı türler, örneğin Creatonotos transiens, corematasında pyrolizidin alkaloitleri kullanarak feromon üretirler. Bazı alkaloitler, özellikle de nikotin, doğal bir insektisit olarak kullanılır. Nikotin insanlar tarafından kullanılan ilk insektisitlerden ve hala en etkili olanlardan biridir. İnsektisit olarak kullanılan diğer bir etkili alkaloit kafeindir. Kahve, kakao, kola ve çay gibi bitkilerin yaprak ve tohumlarında bulunur ve yüksek konsantrasyonlarda, Manduca sexta'nın larvalarını öldürebilir.

Alkaloitler çoğunlukla beş ana gruba ayrılır:

  • Gerçek alkaloitler

  • Protoalkaloitler

  • Poliamin alkaloitler

  • Peptit ve siklopeptit alkaloitler

  • Psödoalkaloitler



Fenolik Bileşenler


Fenolik maddeler, aromatik halkalarında bir veya daha fazla hidroksil grubu bulunduran bileşiklerdir. Bu bileşikler havaya maruz kaldıklarında kolayca okside olup kahverengiye dönüşürler. Ayrıca, fenolik bileşikler, proteinlerle kompleksler oluşturarak enzim aktivitesini inhibe eden ürünler üretebilirler. Bitki fenolik bileşikleri bitki büyümesinde, gelişiminde, döllenmesinde ve savunmasında önemli rol oynarlar. Antioksidan olarak da işlev görürler ve fenolik içeriği zengin bitkiler, kalp hastalığı, iltihap, kanser ve diyabet gibi hastalıkların önlenmesinde yardımcı olabilirler. Ayrıca insan hücrelerinde mutasyon riskini azaltabilirler.

Fenolik bileşikler, bitkilerin ekolojik ve fizyolojik baskılarına yanıt olarak sentezlenir. Şikimik asit ve malonik asit olmak üzere iki yoldan sentezlenirler. Şikimik asit yolunun fenilalaninin sinnamik aside dönüştürülmesi önemli bir adımdır. Fenolik bileşenler birçok şekilde sınıflandırılabilmektedir. Harborne ve Simmonds'a göre fenolik bileşikler, içerdikleri karbon sayılarına göre sınıflandırılabilir.


Kaynakça
Akula, R., & Ravishankar, G. A. (2011). Influence of abiotic stress signals on secondary metabolites in plants. Plant signaling & behavior, 6(11), 1720-1731.
ALACA, F., & ARSLAN, N. (2012). Sekonder metabolitlerin bitkiler açısından önemi. Ziraat Mühendisliği, (358), 48-55.
Aydın, Ç., & Mammadov, R. (2017). İnsektisit aktivite gösteren bitkisel sekonder metabolitler ve etki mekanizması. Marmara Pharmaceutical Journal, 21(1), 30-37.
BAKIR, Ö. (2020). Sekonder metabolitler ve rolleri. Uluslararası Anadolu Ziraat Mühendisliği Bilimleri Dergisi, 2(4), 39-45.
Costa, TDSA, Vieira, RF, Bizzo, HR, Silveira, D., & Gimenes, MA (2012). İkincil metabolitler.
Tiring, G., Satar, S., & Özkaya, O. (2021). Sekonder metabolitler. Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 35(1), 203-215.


192 görüntüleme0 yorum

Son Yazılar

Hepsini Gör

Comments


Siz de Bi'Limon Dergi'de yazar olmak, fikirlerinizi sunmak ve bilimin yaygınlaşmasına katkı sağlamak isterseniz aşağıdaki butona tıklayarak başvuru formunu doldurabilirsiniz. Sizleri bekliyor olacağız!

Dergimize gösterdiğiniz ilgi için teşekkür ederiz. Bize Instagram üzerinden de ulaşabilirsiniz!

  • Instagram
©2022,Bi'Limon Dergi tarafından Wix.com ile kurulmuştur.
bottom of page