Sekundærmetabolisme

Sekundærmetabolisme - Metabolisme som deltar i biosyntese og omsetning av metabolitter forskjellig fra den primære metabolisme. Sekundærmetabolisme omfatter biosyntese og omsetning av tusenvis av forskjellige kjemiske stoffer med kompleks struktur, bygget opp fra uorganiske stoffer i fotosyntesen drevet av sollys: bl.a. terpener (monoterpener, diterpener, sesquiterpener), steroider (triterpener, hjerteglykosider), flavonoider, alkaloider, glukosinolater, cyanogene glykosider, garvestoffer (tanniner), ikke-protein aminosyrer, fenoler,  polyaminer, aminer

Mens primærmetabolismen er relativt lik fra celle til celle er sekundærmetabolismen som oftest forskjellig fra en organisme til en annen. En type sekundærmetabolitt lages bare i relativt få organismer og sekundærmetabolittene har tilsynelatende ingen avgjørende betydning for vekst og reproduksjon, men de har sannsynligvis en funksjon ved kjemisk kommunikasjon og konkurranse mellom organismer.

Hos mikroorganismer har vekstbetingelser og sammensetningen av vekstmedium stor betydning for biosyntesen av sekundærmetabolitter. Hos mikroorganismer deles sekundærmetabolismen inn i to faser: trofofase og idiofase. Trofofase er er vekstfasen og idiofase (gr. idios - ens eget) hvor sekundærmetabolittsyntesen er størst. Biosyntese av antibiotika hos aktinobakterier og bakterier er eksempel på sekundærmetabolitter.

Sekundærmetabolisme i planter

Plantene inneholder en rekke kjemiske stoffer som hører inn under samlenavnet sekundærmetabolitter, laget i sekundærmetabolismen, men som har sin opprinnelse fra primærmetabolitter i primærmetabolismen (glykolyse, pentosefosfatvei, sitronsyresyklus, glyoksylatsyklus, α- og β-oksidasjon av fettsyrer). De finnes både hos prokaryoter og eukaryoter.  Primærmetabolitter finnes i alle planter og deltar i generelle metabolske prosesser. Det er tre hovedgrupper sekundærmetabolitter: terpener, fenoler og nitrogenforbindelser. Sekundærmetabolittene har ved første øyekast tilsynelatende ingen funksjon i vekst og utvikling, og de forskjellige stoffene har begrenset utbredelse i planteriket. De naturlig forekommende sekundærmetabolittene omfatter bl.a. ca. 12.000 forskjellige alkaloider dannet fra aminosyrer, 25.000 terpenoider , 8.000 fenoler, 400 ikke-proteinaminosyrer, 100 aminer, 10 pretase inhibitorer (lektiner), samt 100 cyanogene glykosider og 100 glukosinolater, begge dannet fra aminosyrer . Ofte kan disse stoffene være kompleksbundet til sukker som glykosider.  Mange av stoffene har spesiell økologisk interesse og gir interaksjoner mellom planter og omgivende organismer. Mange av sekundærmetabolittene brukes som medisiner, parfyme, smaksstoffer, fargestoffer, harpiks, voks, gummi og planteoljer.

   Det er mange hypoteser om hvorfor plantene har så mange forskjellige sekundærmetabolitter: overskuddsmetabolisme, lagring og avgiftning av stoffer, stoffer som gir planten en adaptiv fordel i et kjemisk forsvar mot patogener. Stoffene inngår i positiv og negativ interaksjon mellom planter, dyr, sopp, bakterier samt andre planter (kjemisk økologi). Det kjemiske forsvar er et resultat av en evolusjonsprosess. Landbruksvekster er selektert på lavt innhold av sekundærmetabolitter og blir lett utsatt for herbivore og patogener.  De enkleste typene av sekundærmetabolitter er mest vanlige, men de mer komplekse kjemiske strukturene er begrenset til noen få familier og arter. Viktige enzymer i omsetningen og dannelse av sekundærmetabolitter er cytokrom P450 monooksygenase, metyltransferaser hvor S-adenosylmetionin er en viktig metyldonor, demetylaser, monooksygenaser, dioksygenaser, isomeraser, syklaser, dekarboksylaser, oksidaser, syntaser og  reduktaser.

Allomoner er kjemiske stoffer som skilles ut av en organisme og som påvirker en annen organisme f.eks. luktstoffer fra planter som tiltrekker insekter.

   Mange av sekundærmetabolittene er viktige bestanddeler i krydder og urteplanter: Sennepsoljeglykosider hos arter i korsblomstfamilien. Piperin fra pepper (Piper nigrum), Capsaicin fra chilipepper (Capsicum frutescens) og som binder seg til varmereseptorer i kroppen slik at man starter å svette. Løk inneholder en rekke svovelaminosyrer (alliin) og andre svovelforbindelser.

I leppeblomstfamilien (Lamiaceae) er det mange planter med eteriske oljer som brukes som krydderplanter: rosmarin (cineol, borneol, kamfer, α-pinen), oregano (thymol,carvacrol), timian (thymol, cymen, carvacrol), basilikum (estragol, cineol, fenchol, linalool, metyleugenol). Mentol fra peppermynte (Metha piperata) virker avkjølende fordi det binder seg til kuldereseptorer i kroppen. Safrol fra sassafras (Sassafras albidum) og fra muskatnøtt (Myristica fragrans) hemmer cytokrom P450 monooksygenase. Muskatnøtt inneholder for øvrig myristicin. Andre inneholdsstoffer er:  nellik (chavicol, eugenol), kanel (cinnamaldhyd), ingefær (gingerol), grønn te (epicatechiner), kaffe (kaffein, klorogensyre).

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:48 - Sist endret 13. mars 2019 13:11