مركبات النبات الثانوية

مركبات النبات الثانوية  Secondary Plant Substances

هناك عديد من المركبات التى تنتج فى النبات يطلق عليها اسم لمشتقات الثانوية لعمليات التمثيل الغذائى وتشمل كل من التربينات والفينولات والقلويدات وغيرها. وفى حقيقة المر فأن تسميتها بالمشتقات الثانوية يجانبة كثير من الخطأ لأن هذا التعريف غير دقيق, عندما يطرح سؤال هام هو ما أهمية تلك المركبات ؟ آم انها مركبات غير هامة فيكون السؤال ولماذا ينتجها النبات . أن ما دعا الى اطلاق تلك التسمية أن هناك كثير من المركبات التابعة للمجاميع الثلاثة سالفة الذكر غير معروف أهميتها على جة الدقة بل يعتبرها البعض بمثابة مركبات أو نفايات ناتجة من عمليات التحول الغذائى الأساسى Waste products حيث انها تنقل بعد تكوينها الى الفجوات العصارية داخل الخلية أو تخزن بدون فائدة للنبات.

الا أن البعض الآخر يرى اهميتها للنبات فهى مصدر للصبغات النباتية والكلوروفيل كما انها مصدر للهرمونات النباتية والفيتامينات وقرائن الانزيمات والقواعد النيتروجينية والزيوت العطرية بالاضافة الى كونها خط الدفاع الثانى للنبات - بعد الخط الاول وهو الشعيرات التى توجد على اسطح الخلايا أو كأمتدات لطبقة البشرة وكذلك طبقة الكيوتيكل الشمعية والقلف - حيث تفرز للقيام بحماية النبات من الغزوات الخارجية من الميكروبات والحشرات فهى بمثابة جهاز المناعة للنبات فعندما يهاجم النبات من الخارج بالافات والأمراض تتكون الفينولات والقلويدات التى من شأنها ايقاف عمل تلك الكائنات الغازية او قتلها او قتل الخلايا الحية التى اصيبت ليضحى النبات ببعض من خلاياه لمحاصرة المرض وهو ما يظهر كبقع بنية عند الاصابة المرضية او الحشرية.

تمثل كذلك تلك المركبات أهمية كبيرة أيضا للأنسان حيث تستخدم تكنواوجيا فى كثير من الصناعات الهامة مثل الصناعات الدوائية وصباغة الجلود وصناعة الصابون واستراج الزيوت العطرية وفى صناعات التجميل وفى الصناعات الغذائية كمكسبات للطعم والرائحة وفى صناعة المطات ... الخ وعلية يمكن القول بأن المشتقات الثانوية هى مواد تنتج اثناء العمليات التمثيلية الاساسية مثل التمثيل الغذائى للكربوهيدرات والبروتينات والدهون.

التربينـــات:   Terpenoids

تشمل التربينات عدد كبير من المواد الهامة للنبات اهمها الزيوت الطيارة Oils Essential والكاروتينيدات Caratenoids والمطاط Rubberوبعض الهرمونات النباتية مثل الجبرلين وحمض الابسيسيك , فالزيوت الطيارة هى التى تسبب الرائحة العطرية لكثير من النباتات والأزهار وتلك الزيوت العطرية يمكن فصلها بالتقطير فى تيار من بخار الماء فتطفو على هيئة زيت على سطح الطبقة المائية والزيوت العطرية هى مخلوط من الهيدروجينات المكربنة مع الكحولات والألدهيدات والكيتونات ويحتوى هيكلها الكربونى على وحدات متكررة من الايزوبرين Idoprene..

عادة يتم بناء الزيوت العطرية فى خلايا افرازية خاصة أو تتكون بواسطة الخلايا الغدية التى توجد على سطح الورقة , اما عن دور الزيوت العطرية للنبات فيعتقد البعض انها تؤدى الى تثبيط نمو النبات وتثبيط انبات البذور ان وجدت بها ووجودها داخل النبات هو وسيلة للدفاع عنه حيث انها تقاوم بل تثبط من نمو الكائنات الدقسقة كالبكتريا والفطريات ان هاجمت النبات
اما الكاروتينيدات فهى ليبدات ملونةChromo lipids فهى صبغات متعددة الألوان تندرج من الأصفر الى الأحمر والبنفسجى وهى عبارة عن هيدروجينات مكربنة غير مشتقة تحتوى على اربعين ذرة كربون والبعض منها يحتوى على مجاميع كحولية أو الدهيدية , اما الزانثوفيلات فهى مشتق كيتونى من الكاروتين أو هى هيدروكسى كاروتين وتتكون الكاروتينيدات أيضا من تكثيف جزيئات الايزوبرين مع فقد الهيدروجين نتيجة لهذا التكثيف.

أما المطاط فهو من التربينات العليا أي التي تحتوي على عدد كبير من وحدات الأيزوبرين
مشتقات الايزوبرين:

بالقاء نظرة على التركيب البنائى للتربينات نجد انها تبنى من قوالب يحتوى كل منها على خمس ذرات كربون وهى ماتعرف بالأيزوبرين Isoprene . ولا يلعب الايزوبرين دورا فى بناء التربينات الا بعد تنشيطه واتحاده مع البيروفوسفات ليكون IPP) Isopentenyl Pyrophosphate ), وتقسم التربينات الى مجموعات تبعا لاحتواءها على وحدات الايزوبرين كما بالجدول التالى :-

Examples C Unite 5 - 5 - C “Prenyl” reduce in Quinones and Coumarins Hemiterpenes 1 X 5 - C Open chain: Citral, Geraniol, linalool Monocyclic: Limonene, Menthol, Thymol, Menthone, Carvone, Cineole, Bicyclic: Camphor, Pinene Monoterpenes 2 X 5 - C Open chain:  Farnesol Cyclic:  Cadinene Sesquiterpenes 3 X 5 - C Open chain:  Phytol Cyclic:  Gibberellins, resin acids Diterpenes 4 X 5 - C Open chain: Squalene Cyclic:  Triterpene alcohols and acids, Steroids, Gossypol, Cucurbitacine Triterpenes 6 X 5 - C = 2X15 - C Carotenoids:Carotenes, Xanthophylls Tetraterpenes 8 X 5 - C = 2X20 - C Rubber, Gutta-percha, Balata Polyterpenes n x 5 - C

فيتكون Hemiterpenes من وحدة ايزوبرين واحدة (5C units) بينما تحتوى Monoterpenes على وحدتين (2x5-C) وهى اما ذات سلسلة مفتوحة أو تكون ذات تركيب حلقى وكذلك كلا من Sesquiterpenes التى تحتوى على ثلاث وحدات ايزوبرين وDiterpenes التى تحتوى على اربعة وحدات .. وهكذا كما هو موضح بالجدول السابق , اما عديد التربين فيتكون من وحدات الايزوبرين ذات سلسلة مفتوحة فقط دون تكون حلقات .

بناء التربينات  : Terpenoids Biosynthesis

يبدأ بناء التربينات بأستخدام وحدات acetyl CoA الناتجة من هدم السكر اثناء التنفس فبلا من اتمام حرقها فى فرن الخلية أو دورة السترات المعروفة بدورة كربس يسحب الثيل المحمل على القرين الانزيمى A لتتحد مع وحدة اخرى منه ليعطى مركب acetoacetyl CoA ثم يضاف اليه جزىء ثالث لينتج فى النهاية المركب المعروف باسم حمض الميفالونيك Mevalonic acid وذلك بمساعدة قرين الانزيم NADPH2 ثم من حمض الميفالونيك والذى يتحول الى الايزوبرين النشط وهو عبارة عنIsopentenyl pyrophosphate والذى يتكون من الحمض السابق بعد نزع مجموعة CO2 وجزىء ماء وكذلك عملية فسفرة فى وجود ATP

شكل (1): يوضح التكوين الحيوى للتربينات والمركبات الوسطية التى تتكون من خلاله

ثم يتحول جزىء من(Isopentenyl pyrophosphate(IPP الى شبيهة الايزوميرى المعروف باسمDimethyle Allyl PP والذي يندمج معه ليكون السلسلة المفتوحة للتربين الأحادىgeranyl-pyrophosphate (monoterpen)e ومنه تتكون التربينات الأخرى االأحادية سواء ذات السلسلة المفتوحة او الحلقية و التى تختلف فيما بينها فى تاكسد او اختزال ذرات الكربون داخل الهيكل الكربونى للتربين.

ويمكن الحصول على Farnesylو Granylgeranyl بأضافة وحدات اخرى منIPP وتتم الأضافة – راس الى ذيل – بمعنى اتحاديين مجموعة الذيل فىIPP وهى IPP geranyl مع الراس فىIPP وهى Ch2 groupوبذلك تتكون التربينات الثلاثية و الرباعية وكذلك التربينات العديدة مثل المطاط وغيره.

التربينات الأحاديةMonaterpenes 

أمكن عن طريق الأبحاث الخاصة بالنظائر المشعة CI4 تتبع التفاعلات الخاصة بتكوين Monaterpenes بدانا بال Precursors وهو كما سبق ذكره acetyl CoA ثم تكون حمض الميفالونيك حتى بناء IPP ثم Gneranyl PPثم تكوين الشكل الحلقى للتربين الأحادى وكذلك تحول التربينات الى اشباهها فعلى سبيل المثال يتحولGneranyl PP الى مركب Piperitenoneفى عدة خطوات وسطية غير معروفة ثم يتحول الأخير الى Pulegone ثم Menthone ثم الى menthal وذلك على ثلاث درجات من الهدرجة .

وذلك فى الغدد الزيتية الخاصة بالزيوت الطيارة حيث تحتوى على الانزيمات الخاصة بتلك التحولات و الشكل التالى يبين عدد من التربينات الشهيرة نلمح فيها المسالك التى يمكن عن طريقا تكوين العديد من التربينات الأحادية.

تربينات:Sesquiterpenes وهى التربينات التى تحتوى على ثلاث وحدات من الأيزوبين وهى فى الطبيعة نادرة الوجود ومن امثلتها الهامة Earnesolوهو أحد المركبات الهامة التى تدخل فى تركيب عطر أزهار الزئبق والليمون وهو تربين ذو سلسلة مفتوحة اما الصورة الحلقية لمثل هذه التربينات فهو حمض الأبسيسيك والذى يعتقد انه ينتج مباشرا من الميفالونيك كما سبق شرحه او من هدم الكاروتين زانثين Carotene- Zeaxanthin.

التربينات الثنائية: Diterpenes

 وهى التربينات التى يحتوى هيكلها على أربع وحدات من الأيزوبين وأهم المركبات التابعة لهذا القسم مركبان هامان هما الفيتول و الجبرلين, اما الفيتول فهو تربين رباعى ذو سلسلة مفتوحة يدخل فى تكوين جزيء الكلوروفيل حيث تربط حلقة البيرول مع الفيتول ويتم الأتحاد بين مجموعة الكربوكسيل بحلقة البيرول مع مجموعة الأيدروكسيل بالفيتول لييتكون الأستر المروف بأسم الكلوروفيل.

أما الجبرلين GA₃ والذى يتكون من هيكل الجبين يتكون من حمض الميفالونيت أيضا كما سبق شرحه فى الباب السابق وكما بالشكل التالى:

شكل (4) التمثيل الحيوى للجبرلين.

التربينات الثلاثية Triterpenes :

وهى التربينات التى تحتوى على ست وحدات من الأيزوبين ويتم تكوينها عن طريق اتحاد وحدتين من مركب -pyrophosphate Farnesyl وتتبع تلك المجموعة مواد هامة خاصة فى المملكة الحيوانية حيث يتبعها عدد هام من المواد مثل الكولوسيترول و الهرمونات الجنسية السيترودية ومجموعة فيتامين د وجلوكسيدات القلب والصابونين.

التربينات الرباعية: Tetraterpenes carotennoids

تنقسم الكاروتينيدات الى مجموعتين كبيرتين وهما : الكاروتينات والزانثوفيلات اما الكاروتينات فتتكون من 40 ذرة كربون وتنتج من اتحاد ثمان وحدات من الأيزوبرين ( زيل – زيل ) وتختلف فيما بينها فى درجة عدم تشبعها Unsaturation اما الزانثوفيلات فى مشتقات من الكاروتينات عن طريق الأكسدة ويتكون الهيكل الكربونى للكاروتينات من اضافة. geranyl geranyl pyrophosphat  ثم عن طريق عدة تفاعلات نازعة للأيدروجين فيتكون الكاروتين والنيروسبورين والليكوبين وتظل تلك المركبات ذات السلسلة المفتوحة غير ثابتة حتى تتكون الحلقات فى نهايتها ثم تتأكسد الكاروتينات ليتكون منها الزانثوفيلات فى النهاية.

شكل (5) يوضح بناء الكاروتينات من 40 ذرة كربون ناتجم من اتحاد مجموعتين من مجاميع Geranyl Gerany PP الذى يتحول بواسطة نزع ذرتى أيدروجين الى الفيتون ثم الفيتوفلين ثم الكاروتين فالالنيروسبيورين ثم الليكوبين على التوالى .

شكل ( 6 ) شكل يوضح تحول الليكوبين الى باقى أنواع الكاروتينات وتحلق الحلقات الطرفية فى المركب الهيدروكربونى

التربينات العديدة:  Polyterpens

تتكون التربينات العديدة من اتحاد عدد كبير من وحدات الأيزوبرين لتكون ما يعرف بالتربينات العليا High Terpens وأهم مركباتها المعروفة هى Rubber, Guttapercha, Balata جميعها تشبة المطاط فى خواصها ويوجد المطاط فى حوالى 2000 نوع نباتى ولكن كميته تكون محدودة فى معظمها ولكن يوجد بكمية كبيرة عدد من نباتات تلك العائلات ,Asclepiadaceae, Moraceae, Euphorpaceae, Compositaceae وتبنى التربينات العديدة من وحدات الايزوبرين والتى يتراوح عددها من 500 إلى 50.000 وحدة كما بالشكل التالى:

شكل يوضح التركيب الكيميائى لكل من  Rubber, Guttapercha

الفينولات:  Phenols

الفينولات ثانى مجموعة من المشتقات الثانوية للنبات وهى مواد تحمل فى تركيبها الأيدروكسيل على حلقة البنزين العطرية والشكل التالى يلخص اهم مجموعات الفينولات وهياكلها الكربونية .

وفيها نرى ان الفينولات تنقسم إلى:

1-     الفينولات البسيطه وهى التى تحتوى على حلقة بنزين مرتبطة بواحد أو أكثر من مجموعات الأيدروكسيل.

2-    الأحماض الكروكسيلية الفينولية Phenol carboxylic acid ويتكون من حلقة بنزين مرتبطة بمجموعة حامضية وهى مجموعة الكربوكسيل cooh وكذلك واحد أو أكثر من مجموعات الأيدروكسيل وقد يحصل أيضا مجموعات آخرى مثل مجموعة الميثيل.

3-    مجموعة الفينل بروبان phenylpropanes ومشتقاتها ويتكون هيكلها الكربونى من الحلقة بالأضافة الى سلسلة جانبية من ثلاث ذرات كربون . وهذة المجموعة تضمن أهم الفينولات داخل النبات مثل حمض السيناميك ، كحول السيناميك والكيومارين واللجنين.

4-    مشتقات الفلافونات Flaven derivatives وهى مجموعة تضم مشتقات الفلافونات والتى تتميز بالهيكل الكربونى للفلافون والتى تتكون من ثلاث حلقات بنزين B,A أما الحلقة الوسطية فتحتوى على الأكسجين وتشمل الفلافونات والانثوسيانات.  

5-    ومعظم تلك الفينولات السابقة الذكر لاتوجد حرة داخل خلايا النبات بل توجد مرتبطة فى صورة جلوكسيد او فى صورة استرسكرى حيث تودع فى الفجوات العصارية للخلايا وتنفرد حين الحاجة إليها

التمثيل الحيوى للفينولات:  phenols Biosynthesis

يوجد عدة مسالك لتكوين النظام الحلقى Aromatic system داخل النباتات الراقية . ولكن اهم تلك المسالك هى:

1-                     مسلك حمض الشيكميك  The shikimic acid pathway

2- مسلك الأستيل مالونيت  The Acetate malonate pathway

أولاً : مسلك حمض الشيكميك: The shikimic acid pathway

هذا المسلك فى تكوين حمض الشيكميك وكذلك خطواتة الوسطية ذات أهمية كبيرة للنبات ليست لدورها فى انتاج الفينولات فحسب بل فى بناء الأحماض الأمينية الأروميتية مثل الفينيل الانين، تيروزين والتريتوفان.

يبدأ بناء حمض الشيكميك بفوسفات انيول حمض البيروفيك والذى يتكون فى نهاية عملية الجلكزة glycolysis وكذلك يبدأ بالسكر الرباعى 4-فو- ارثيروز والذى يتكون خلال دورة البنتوزات pentose cycle حيث يرتبطان معا لتكوين مركب وسطى ذو سبع ذرات كربون والذى ما يلبث حتى يتحلق إلى مركب 5- dehydroquinic acid والذى يتحول جزء منه إلى حمض quinic acid بعد اختزالة . ثم ياخذ التفاعل فى هذا المسلك طريقة حتى يتكون حمض الشيكميك كما بالشكل التالي:

ثم يضاف إلى حمض الشيكميك السابقة بناءه جزىءآخر من فوسفو اينول حمض البيروفيك فى عدة خطوات ليتم تكوين chorismic acid والذى عنده نصل فى هذا المساك الى مفترق طرق حيث ان التفاعلات تأخذ طريقان أحدهما يقود الى تكوين حمض Anthranilic acid ثم التربتوفان والذى يخلق منة الهترواوكسين المعروف IAA كما سبق شرحة . اما الطريق الأخر فيؤدى الى تكوين حمض prephonic acid وعنده يأخذ التفاعل مرة اخرى طريقان اما ان يكون الفينيل بيروفات ثم الحمض الأمينى الفينيل الأنين او يتكون هيدروكسى فينيل بيروفات ثم الحمض الأمينى التريوزين.

نرى من هذه الخطوات البنائية للفينولات البسيطة انها تخدم فى نفس الوقت تكوين المركبات العضوية ذات الأهمية الكبيرة للنبات الأتية:

1-                             الأحماض الأمينية الأروميتية كما سبق ذكرها.

2-                            من الفينيل الأنين يتم بناء حمض السيناميك كما سوف ذكره.

3-    تكوين الأحماض الكربوكسيلية الفينولية مثل حمض الشيكميك والديهيدروشيكميك والكيونيك ولو انها غير ذات اهمية للنباتات الراقية.

4-    تكوين مركب Benzoquinones والتى تتكون عن طريق تفاعلات معقدة تبدأ Hydroxyphenyl pyrovate  ومن أهم تلك المركبات صبغة Plastoquinone والتى لها دور فى عمليات تمثيل الكربوهيدرات .

ثانياً: مسلك الأستيل مالونيت   The Acetate malonate pathway

يأتى هذا المسلك لتكوين الفينولات مشابهاً لبناء الأحماض الدهنية حيث يبدأ كل منهما من Acetyle CoA وهناك قرائن للانزيمات أخرى تخدم هذا الغرض وهىAcetyle Co A ، Malonyl Co A .

يبدأ هذا المسلك فى تكوين الفينولات التابعة لمجموعة الفلافونات بثلاث وحدات منMalonyl Co -A  والتى تتحد معاً مع احداث عملية نزع الكربوكسيل Decarboxylation بينها وبأتحادهم مع جزىء من Acetyle Co A يتم بناء مركب Polyketo acid والذى يتحلق Cyclize بطرق مختلفة لينتج عنها فى النهاية فينولات هيدروكسيلية مثل Phloroglucinol.

والآن سوف نلقى الضوء على اهم مجموعات الفينولات الهامة داخل النباتات الراقية.

 1-  مجموعه حمض السيناميك:                          Cinnamic acids
أفراد تلك المجموعة هى حمض السيناميك نفسة وعدة افراد أخرى ترى فى الشكل التالى ويظهر فيها ايضا التركيب النباتى لها .

أما عن بناء حمض السيناميك نفسة فيتكون من الحمض الامينى الفينيل الانين والتيروزين عن طريق أكسدة ونزع مجموعة الامين Oxidation and deamination فينتج حمض السيناميك والكيوماريك على التوالى أو يضاف مجموعة الأيدروكسيل لحمض السيناميك لتكوين الكيوماريك وبنفس الطريقة يتم بناء باقى افراد عائلة حمض السناميك. وكما سبق الذكر فان تلك الفينولات لاتوجد حرة بل فى صورة جلوكسيدات أو استرات سكرية باستثناء حمض Caffeic acid  والذى يوجد عادة فى صورة حمض. Chlorogenic acid .

شكل يوضح بناء حمض الشيكيميك فى النبات 1- بمساعدة انزيم Phenylalnine ammoniumlyase   2- بمساعدة انزيم Tyrosine ammonium – lyase

2- مجموعة حمض الكيومارين:  Coumarins عندما يتأكسد حمض السناميك فى الوضع0 للسلسلة الجانبية له وتكوين حلقة اللاكتون مع نزع جزىء من الماء سوف يؤدى ذلك لتكوين الكيومارين . ويعتبرالكيومارين فسيولوجيا أنشط الفينولات فهو المسئول عن تثببيط نمو الكائنات الدقيقة التى قد تهاجم النبات وهو السبب فى تثبيط إنبات بعض البذور واستطالة الخلايا. والمركبات التابعة لتلك المجموعة تنشط انزيم اوكسيد اندول حمض الخليك والذى يؤدى إلى هدم الفيتوأوكسين ولعل النشاط الفسيولوجى للكيومارين راجع الى خفضه لمستوى الأوكسين الداخلى بالنبات .اما الكيومارين فى حد ذاتة فأننا نجدة له تأثير يعرف بالتأثير المتضاعف Synergesting effect للمعاملة بمنظمات النمو التابعة لمجموعة الأوكسينات حيث وجد انه يشغل المراكز النشطة فى انزيم IAA oxidase فيثبط نشاطة مما يدفع الاكسين للعمل بكفائة أعلى. 3- اللجنين Lignin : يعتبر اللجنين أهم ثانى مركب عضوى بعد السليولوز وعن طريقة أمكن نقل الحياة النباتية من الماء الى الأرض حيث انه ساعد على صلابة النباتات وتحملها الظروف الجوية على الارض وقد وضع Freudenberg & Nrish سنة 1968 تصور لتركيب اللجنين حيث يتكون من بلمرة وحدات Phenylpropane والتى ترتبط فى ثلاث اتجاهات كما بالشكل التالي . ويبدأ بناء اللجنين باستخدام مركبات مجموعة حمض السناميك مثل حمض الكيوماريك Coumaric acid وحمض الكونيفريك Coniferic acid وحمض سينبك Sinepic acid والتى تختزل إلى ما يقابلها من الكحولات. وذلك بمساعدة قرين الانزيم NADPH2 ثم يتحد الكحولات الفينولية مع السكريات لتكوين الجلوكسيدات المقابلة أيضا والتى يحدث لها اختزال وبلمرة dehydropolymerization وذلك بإستخدام عدة انزيمات مثل Phenol oxidase , Peroxides لتكوين اللجنين بين خلايا الخشب ليزداد صلابة .

4- الاحماض الكربوكسيلية الفينولية: Phenol carboxylic acids

يتبعها مركبات مثل هيدروكسى حمض البنزويك p-hydroxybenzoic acid والهيدروكينون Hydroquinone وحمض الجاليك Gallic acid وعادة تدخل تلك المركبات خاصة حمض الجاليك فى تكوين الثانينات وهى المادة السائدة فى الثمار قبل النضج والمسببة للمواد القابضة بالثمار.

عادة يتم بناء الاحماض الكربوكسيلية الفينولية من حمض الكيوماريك بأكسدتة كما بالشكل التالي:

5- مشتقات الفلافين:  Flavones Derivatives

تمثل الفلافونات مجموعة كبيرة من المركبات الفينولية ولقد اشتق الاسم من اللون الأصفر حيث يطلق على اللون الأصفر بالأتينية Flavus وعادة تقسم مشتقات الفلافونات الى عدد من المجموعات تبعا لحالة التأكسد من حلقتها المركزية كما يلى:

وتوجد الفلافونات أيضا فى النبات فى صورة جلوكسيدات حيث يتصل السكر مع جزىء الأيدروكسيل على الحلقة A فى هيكل الفلافون . ويوجد تلك المركبات بكثرة فى النباتات خاصة فى البدرة أما المركب المعروف Flavan 3-ols,, و Flavan 3,4diols فهم منشأ أكبر ثانى مجموعة من التانينات.

أما الانثوسيانات فهى احدى مشتقات الفلافونات أيضا ويرجع اليها لون الأزهار الحمراء والزرقاء والتى عادة توجد ذائبة فى العصر الخلوى لخلايا البشرة وأيضا توجد فى الأجزاء الخضرية للنباتات الورقية كما فى نباتات الزينة.

والأن دعنا نلقى مزيدا من الضوء عن الأنثوسيانات فالأشكال التالية تمثل أهم تلك الأنثوسيانات ويبدو فيها أن الأختلاف بين الأنثوسيانات يرجع إلى الحلقة B.

ويتم البناء الحيوى للفلافونات اولاً بتكوين الهيكل الكربونى للفلافونات (I5C) وذلك بأتحاد 3جزيئات من Malonyl CoA مع Cinnamoyl CoA  استر حمض السيناميك مع (CoA ) فيتكون مركب وسطى وهو Hypothetical ثم تغلق السلسلة المفتوحة به ليتكون Chalcone والذى بدورة يتحول إلى Flavone ثم مشتقات المختلفة كما بالشكل التالى .

http://www.smsec.com/ar/encyc/2/index.htm

القلويدات      Alkaloids

أستعملت القلويدات منذ عدة سنوات فقد عرفت بعض الفوائد الطبية والخواص السامة لها فى مجموعة من النباتات عرفت بالنباتات الطبية. ففي القرن التاسع عشر تمكن Sertnrner من استخلاص مادة المورفين من الأفيون Opium والتي أستخدمت فى التخدير.

كما تم التعرف على الكافين والذى يستخرج من نبات البن والشاى من مئات السنين.

كما عرفت المواد السامة أو المخدرة كمكيفات مثل الكوكايين.

بعد ذلك عرفت بعض المواد المستخلصة من المصادر البنائية اطلق عليها أسم أشباه القلويات أو القلويدات أو القواعد البنائية واصطلاح قلويد هو السائد وهو يدل على مجموعه من القواعد النيتروجينية المعقدة التركيب وذات حلقة غير متجانسة تحتوى على ذرة نيتروجين ويعرف إلى الآن حوالى 3.000 قلويد موجودة فى حوالى 40000 نوع نباتى, وعادة تكثر القلويدات فى العائلة الوردية Rosaceae والعائلة المركبة Compositeae وتمتاز كل عائلة بوجود مواد قلويدية خاصة تميزها, وليست كل القلويدات قواعد فهناك استثناء فى بعضها مثل Cyaninsbeta Nicotinic acid , Colchicine , ويلاحظ أن القلويدات عادة ما توجد فى الأنسجة الصغيرة وفى عصير الخلايا ولكنها تتحول الى الحالة الصلبة فى طور النضج كما فى الحبوب والثمار والجذور , ويختلف توزيع القلويدات فى الأنسجة النباتية حسب نوع وسن النسيج النباتى .

والجدول التالى يبين أهم القلويدات التى توجد فى النباتات.

أما عن الدور الفسيولوجى للقلويدات فهناك أراء كثيرة بخصوص الوظائف الفسيولوجية لها وكيفية تكوينها فمن المعروف أن القلويدات عبارة عن مركبات عضوية نيتروجينية تتكون من الأحماض الامينية مثل الارنيثين والليسين والفينيل الانين والتربتوقان, لذا فمن المحتمل ان يكون لها دور فسيولوجى فى عمليات البناء الحيوى وقد تعتبر مخزن للنتروجين الزائد عن احتياج النبات

فالنيكوتين يتكون فى الجذور وينقل للاوراق مما يدل على انه لا يمكن ان يكون ضمن الناتجات النهائية لهدم اثناء عمليات التمثيل الازوتى لذا يمكن القول بأن النيكوتن ضمن العوامل الأساسية فى عملية التمثيل البنائى للنتروجين فهو يلعب دور فى عمل الأنزيمات حيث يدخل فى تركيبها فى صورة حمض نيكوتينك .

وهناك رأى يقول أن القلويدات تتكون فى النبات لحمايتها من الأفات ومن التلف وأن القلويدات ناتجات هدم او ناتجات نهائية تتكون أثناء عملية التمثيل الأزوتى وتختزن فى صورة غير ضارة بالنبات كما يحدث فى نبات الخشخاش

آما عن البناء الحيوى للقلويدات فتبنى من الأحماض الأمينية والتى سوف ننوه عنها هنا كالتالى :
أ – مشتقات الأحماض الألفا امينية:                            (Ornithine and Lysine)
يشتق من الحمض الأمينى Ornithine خمس مركبات قلويدية تتبع نظام البيروليدين Pyrrolidine كما يشتق من الحمض الأمينى Lysine ست مركبات قلويد حلقية تتبع النظام الببريدين Piperidine وهناك مسلكان للحصول عليهما
* المسلك الأول: يتم بحدوث نزع لجزئ ثانى أكسيد الكربون Decarboxylation ليتكون Putrescine من Ornithine ويتكون Cadaverine من Lysine
* اما المسلك الثاني: فيتم عن طريقة نزع مجموعة الأمين بأكسدتها وفى النهاية يتكون الشكل الحلقى الحاوى على ذرة النتروجين كما بالشكل التالى

ومن أهم القلويدات التابعة لتلك المجموعة القلويدات البيكوتين Nicotine ، والنيرونيكوتين Nornicotine تلك القلويدات توجد فى نبات Nicotiana tanacum والأنابسين Anabasine والتى توجد فى نبات Nicotiana glauca

ب – مشتقات الاحماض الامينية الحلقية:                      (Tyrosine and Phenyl Alanine)
أهم مشتقات للحمض الامينى التيروزين والفينيل الأنين هو القلويد الكولشسين والذى يوجد فى نبات Clochicum antumnale ويتم البناء الحيوى لهذا القلويد بأن ينزع مجموعة الكربوكسيل من الحمض الامينى التيروزين فتنتج عنه التيرمين Tyramine كما يتحول حمض الفينيل الانين بنزع مجموعة الكربوكسيل الى حمض السينبك Sinapic acid ويتحد المركبان السابقان معا ليتكون الكولشسين

قلويدات البيورين:                                  Purine Alkaloids
قاعدة البيورين المعروفة والتى تدخل كأحد القواعد النتروجينية المكونة للأحماض النووية تتكون من نواتين الأولى الايمدزول Imidazal والثانية البريميدين  Primidine

يبدأ البناء الحيوى لقاعدة البيورين أو قلويدات البيورينات بتنشيط 5- فو الريبوز بإستخدام ATP فيتكون بيروفوسفات 5- فو الريبوز والذى يتحول إلى مركب - p Ribosyl amine 5 باضافة مجموعة الأمين بعملية Transamination من مركب الأسبراجين ثم يتحد المركب السابق مع الجليسين بواسطة رابطة ببتيدية مع مجموعة الأمين فيتكون مركب وسطى يتحول الى مركب 5- phosphate – Inosine ثم يتحول الآخير الى نيكلوتيدات الأدنين والجوانين والذى يتحول الى قلويدات مثل Caffeine وهو عبارة عن ثالث ميثايل زانثين ويوجد فى البن والشاى والثيوبرومين وهو ثانى ميثايل زانثين والذى يوجد فى الشاى والكاكاو .

الشكل السابق يوضح التمثيل الحيوى لحلقة البيورين وقلويد البيورين

وهناك اعتقاد ان البيورينات تتكون عن طريق تحلل ذاتى لقاعدتى الجوانين والأدينن فتنزع منها مجاميع الأمينو ويتحول الجواندين الى زانثين , أما الأدينين فيتحول الى هيبوزانثين فى عملية هدم البيورينات هو أكسدة الزانثين والهيبوزانثين الى حمض يوريك . ومن مشتقات البيورين الهامة هرمون السيتوكينين .

الصبغات (البورفيرينات):      Porphyrins
البورفيرينات مجموعة صغيرة من المشتقات الثانوية للنبات ولقد سبق الاشارة اليها عند الاتحدث عن تركيب الكلوروفيل.

وبناء البورفيرينات له علاقة بكلاً من دورة السترات وتمثيل الأحماض الأمينية حيث يبدأ البناء الحيوى للبورفيرينات من Succinyl COA والذى يتكون خلال دورة السترات وكذلك من الحمض الأمينى الجليسين والناتج من تمثيل الأحماض الأمينية .

يتحد كل من Succinyl CO A مع الجليسين لينتج مركب Aminolaevuline acid والذى يتحد جزئيان منه معاً ليتكون مركب Porphobilinogen أو حلقة البيرول والذى يعتبر البنية الأساسية فى مركب البورفيرين. حيث تتجد أربع جزئيات من جزئ Porphobilinogen فى سلسلة من التفاعلات ليتكون البورفيرين . وان تلك المشتقات هى Uroporphyrinogen III والذى يتحول إلى Protoporphyrin  والأخير يستقبل ايون المغنسيوم Mg⁺⁺ ليتكون إلى الكلوروفيل أو يتحد مع أيون الحديديك ليتكون السيتوكرومات وأكسيديرالسيتوكروم والبيروكسيديز والكتاليز وجميعها انزيمات هامة فى التحولات الغذائية .