Что такое метаболиты


МЕТАБОЛИТЫ — Большая Медицинская Энциклопедия

МЕТАБОЛИТЫ (греч, metabole перемена, превращение) — вещества, подвергающиеся хим. превращениям в организме в процессе промежуточного обмена веществ (метаболизма) .

За счет действия разного рода регуляторных механизмов динамические концентрации М. в здоровом организме поддерживаются на постоянном уровне, характерном для каждого М. Средние величины этих концентраций (с указанием пределов колебаний) служат одной из характеристик нормы. При патол, состояниях концентрации М. изменяются, причем эти изменения часто бывают специфичными для той или иной болезни. На этом основаны многие биохим, методы лаб. диагностики болезней.

Многие М. поступают в организм извне в составе пищи и являются предшественниками других М., образующихся в организме. Вещества в живой клетке последовательно превращаются сначала в один М., из к-рого образуется другой, и т. д. Такие последовательности превращений называют метаболическими путями. Напр., метаболический путь распада глюкозы до молочной кислоты включает такую последовательность М.: глюкоза —> глюкозо-6-фосфат —> фруктозо-6-фосфат —> фруктозо-1,6-дифосфат —> фосфоглицериновый альдегид 1,3-дифосфоглицериновая к-та —> фосфоенолпировиноградная к-та —> Пировиноградная к-та —> молочная к-та. Каждый метаболит образуется из своего предшественника в результате действия специфического фермента и, в свою очередь, служит субстратом для другого фермента (см. Ферменты). На этом основано избирательное прерывание метаболических цепей с помощью антиметаболитов (см.) — структурных аналогов метаболитов, к-рые используются в качестве лекарственных средств, а также в экспериментальных исследованиях.

В процессе метаболизма образуются М., являющиеся структурно-функциональными компонентами клетки, напр, такие, как коферменты, гормоны и другие регуляторные вещества, белки, нуклеиновые к-ты, структурные полисахариды и т. д. Следует, однако, отметить, что термин «метаболиты» к высокомолекулярным веществам применяют редко. М. могут превращаться в конечные продукты обмена веществ (конечные М.), выводимые из организма. Основными конечными М. для многих животных и человека являются углекислота (CO2), вода, мочевина (у рептилий и птиц вместо мочевины образуется мочевая к-та). Ряд конечных М., в т. ч. М. чужеродных соединений, выводится в форме глюкуронидов, сульфатов, продуктов микросомного окисления.

Клетки разных видов животных имеют как сходство, так и различия по составу М. Напр., аминокислоты, нуклеотиды, многие коферменты и др. являются универсальными для всех форм жизни. Напротив, М., являющиеся предшественниками незаменимых пищевых факторов человека — витаминов, незаменимых аминокислот, незаменимых жирных к-т и т. п., отсутствуют в организме человека, но имеются у многих микроорганизмов, растений и нек-рых животных, способных синтезировать эти вещества,

См. также Обмен веществ и энергии.


Метаболиты - Medside.ru

Закрыть
  • Болезни
    • Инфекционные и паразитарные болезни
    • Новообразования
    • Болезни крови и кроветворных органов
    • Болезни эндокринной системы
    • Психические расстройства
    • Болезни нервной системы
    • Болезни глаза
    • Болезни уха
    • Болезни системы кровообращения
    • Болезни органов дыхания
    • Болезни органов пищеварения
    • Болезни кожи
    • Болезни костно-мышечной системы
    • Болезни мочеполовой системы
    • Беременность и роды
    • Болезни плода и новорожденного
    • Врожденные аномалии (пороки развития)
    • Травмы и отравления
  • Симптомы
    • Системы кровообращения и дыхания
    • Система пищеварения и брюшная полость
    • Кожа и подкожная клетчатка
    • Нервная и костно-мышечная системы
    • Мочевая система
    • Восприятие и поведение
    • Речь и голос
    • Общие симптомы и признаки
    • Отклонения от нормы
  • Диеты
    • Снижение веса
    • Лечебные
    • Быстрые
    • Для красоты и здоровья
    • Разгрузочные дни
    • От профессионалов
    • Монодиеты
    • Звездные
    • На кашах
    • Овощные
    • Детокс-диеты
    • Фруктовые
    • Модные
    • Для мужчин
    • Набор веса
    • Вегетарианство
    • Национальные
  • Лекарства
    • Пищеварительный тракт и обмен веществ
    • Кровь и система кроветворения
    • Сердечно-сосудистая система
    • Дерматологические препараты
    • Mочеполовая система и половые гормоны
    • Гормональные препараты
    • Противомикробные препараты
    • Противоопухолевые препараты и иммуномодуляторы
    • Костно-мышечная система
    • Нервная система
    • Противопаразитарные препараты, инсектициды и репелленты
    • Дыхательная система
    • Органы чувств
    • Прочие препараты
    ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
  • Врачи
  • Клиники
  • Справочник
    • Аллергология
    • Анализы и диагностика
    • Беременность
    • Витамины
    • Вредные привычки
    • Геронтология (Старение)
    • Дерматология
    • Дети
    • Женское здоровье
    • Инфекция
    • Контрацепция
    • Косметология
    • Народная медицина
    • Обзоры заболеваний
    • Обзоры лекарств
    • Ортопедия и травматология
    • Питание
    • Пластическая хирургия
    • Процедуры и операции
    • Психология
    • Роды и послеродовый период
    • Сексология
    • Стоматология
    • Травы и продукты
    • Трихология
    • Другие статьи
  • Словарь терминов
    • [А] Абазия .. Ацидоз
    • [Б] Базофилы .. Богатая тромбоцитами плазма
    • [В] Вазопрессин .. Выкидыш
    • [Г] Галлюциногены .. Грязи лечебные
    • [Д] Деацетилазы гистонов .. Дофамин
    • [Ж] Железы .. Жиры
    • [И] Иммунитет .. Искусственная кома
    • [К] Каверна .. Кумарин
    • [Л] Лапароскоп .. Лучевая терапия
    • [М] Макрофаги .. Мутация
    • [Н] Наркоз .. Нистагм
    • [О] Онкоген .. Отек
    • [П] Паллиативная помощь .. Пульс
    • [Р] Реабилитация .. Родинка (невус)
    • [С] Секретин .. Сыворотка крови
    • [Т] Таламус .. Тучные клетки
    • [У] Урсоловая кислота
    • [Ф] Фагоциты .. Фитотерапия
    • [Х] Химиотерапия .. Хоспис
    • [Ц] Цветовой показател

что это такое и как его ускорить?

Многие считают, что их многочисленные неуспешные попытки похудеть связаны с плохим метаболизмом, а не с неправильным подходом к снижению веса. Именно на этом заблуждении наживаются недобросовестные предприниматели, продавая за большие деньги «волшебные» пилюли для ускорения обмена веществ. 

Внимание! Следует понимать, что ни одной таблетке, экзотическому фрукту или чудо чаю не под силу по-настоящему запустить жиросжигающие процессы.

В этой статье будут опровергнуты основные мифы о метаболизме и приведены проверенные рекомендации по его ускорению.

Что такое метаболизм?

Метаболизм – это группа сложных процессов в организме, превращающих калории из пищи в полезную для жизнедеятельности человека энергию. Он зависит от: 

  • пищевой ценности потребляемых продуктов; 
  • регулярности и интенсивности физических нагрузок; 
  • температуры окружающей среды;
  • психоэмоционального состояния;
  • возраста; 
  • веса. 

На скорость усвоения пищи действуют разные факторы. Например, находясь в стрессовом состоянии, организм начинает вырабатывать кортизол, замедляющий пищеварительные процессы, и стимулирует запасание жировых отложений.

Внимание! Под метаболизмом подразумевают разные процессы – от переваривания сытного завтрака до дыхания во время сна, когда тело без участия мозга транспортирует кислород в органы.


Следует понимать, что у метаболизма нет скорости, а значит его классификации на медленный, нормальный и быстрый также не существует. Это обуславливается тем, что его скорость невозможно измерить. Но даже если бы это и было возможным, нет никаких эквивалентных единиц измерения, которыми можно было бы эту скорость описать.

Плохой обмен веществ: последствия и симптомы

Скорость усвоения пищи зависит от совокупности факторов, воздействующих на человека за определенный промежуток времени. То есть то, каким будет метаболизм – «быстрым» или «медленным», – зависит от образа жизни и реакции организма на окружающие раздражители. 

Иногда даже неправильное трактование грамотных рекомендаций приводит к тому, что все меры похудения в конечном итоге не дают никакого практического результата. Например, человек, обстоятельно взявшийся за свой лишний вес, резко сокращает рацион до сильного дефицита калорий, употребляет большое количество ананасов ежедневно (они содержат ферменты, расщепляющие жир) и каждый день интенсивно тренируется в зале. В лучшем случае стрелка на весах не сдвинется, в худшем – покажет несколько лишних кг.

Это объясняется просто. Такими кардинальными мерами организм загоняется в стрессовое состояние. Мозг подает сигналы о том, что энергетические запасы иссякают, так как при серьезных физических нагрузках пропала энергия, которая поступала с пищей. Единственный вариант при этом – интенсивное запасание новых жировых отложений, чтобы спасти организм от энергетического голода.

Как ускорить метаболизм?

Единственный эффективный вариант ускорения метаболизма заключается в комбинации активных тренировок (кардио + силовых), увеличения калорийности меню (в среднем до 15%) и соблюдения рациона, соответствующего нормам БЖУ (белков, жиров и углеводов). При таком режиме организм войдет в эффективный темп усвоения пищи и научится откладывать излишки энергии в мышцы, а не в жировые ткани.

Есть четыре правила, придерживаясь которых, можно нормализовать обмен веществ:

  1. Не переедать перед сном.
  2. Обогатить рацион источниками клетчатки.
  3. Ограничить потребление быстрых углеводов и заменить их на медленные.
  4. Следить за балансом жиров в организме, принимать добавки с омега-3.


Внимание! Чтобы улучшить метаболизм, необходимо правильно и регулярно питаться, а также уделять достаточно времени силовым и кардио тренировкам. А вот резкое ограничение рациона и различные диеты приведут к нарушению обменных процессов и набору веса.

Метаболиты - это... Что такое метаболиты?

Непрерывно продуцируемые организмом запаховые метаболиты достаточно устойчивы во внешней среде; они удерживаются некоторое время на поверхности предметов, с которыми субъект вступал в контакт, и могут быть собраны, а затем использованы в идентификации конкретного человека — источника этих запаховых следов.

В состав кожного сала входят свободные и связанные (этерифицированные) жирные кислоты, в небольшом количестве углеводороды, многоатомные алкоголи, глицерин, холестерол и его эфиры, эфиры воска, сквален, фосфолипиды, каротин, а также метаболиты стероидных гормонов.

Это вредные вещества, образующиеся в результате обменных процессов клеток (шлаки), различных биохимических реакций и переработок (метаболиты), и просто токсины (яды).

При уменьшении коронарного кровотока, падении парциального давления кислорода метаболизм миокарда изменяется, переключается на анаэробный путь, в миокарде накапливаются вазодилатационные метаболиты (аденозин, молочная кислота, инозин, гипоксантин), которые расширяют коронарные артерии.

В цитоплазме и ее органеллах накапливаются натрий, вода, кальций и другие осмотически активные метаболиты, активируются внутриклеточные фосфолипазы: развивается накопление свободных радикалов О2.

В силу тех или иных обстоятельств эти промежуточные метаболиты выпали из сложного процесса окислительно-восстановительных реакций, обусловливающих нормальный обмен веществ в организме.

Что это такое метаболиты в организме человека?

Есть определенные ситуации в жизни, когда человеку нужно сдавать анализы и проводить специальное их тестирование в лабораторных условиях. При этом дать точные результаты анализа помогут метаболиты, которые есть в моче или крови. При помощи них врач способен определить патологию.

Расшифровка таких результатов проводится только специалистами. На основании результатов тестирования доктор назначает правильную терапию.

Что такое метаболиты?

Метаболитами являются вещества, которые принимают участие в процессах обмена. При помощи таких тел можно поддерживать организм и давать ему требуемую энергию для работы. Также в некоторых случаях наличие метаболитов в анализах может говорить о недавнем употреблении наркотиков.

Повышенная норма метаболитов может быть и при других патологиях в организме или свидетельствовать о наличии опухоли. При таких показателях отмечается повышенное количество данных элементов в материале.

При высокой концентрации метаболитов человек может ощущать негативные симптомы. Это:

  • Тошнота.
  • Покалывания в конечностях.
  • Обильное выделение пота.
  • Озноб.
  • Тревога.

Зачем надо такое тестирование?

Метаболиты – это возможность выявить в теле наркотики или патологии. Проводятся такие тестирования для определения нужной терапии при заболевании. Также метаболиты помогают врачу определиться с выбором лекарств для лечения.

Подготовка к тестированию

Для получения максимально точного результата, к сдаче анализов надо подготовиться. Для сбора мочи стоит использовать чистую тару, которые после наполнения надо плотно закрыть. Урину следует доставить в лабораторию для тестирования на протяжении 1-2 часов после проведения сбора.

Перед сдачей анализов не нужно есть шоколад, томаты, сыр и ананасы. Также стоит отказаться и от кофеина.

How to Get Bigger Biceps (LIGHT WEIGHTS!!)

Витамин D. Школа здоровья 16/08/2014 GuberniaTV

Воскрешение лица или обычное чудо. Теория и практики

Вторичные метаболиты растений рода Многоколосник @ Оксана Поливанова, РГАУ

метаболиты

Разница между первичными метаболитами и вторичными метаболитами

Рекомендуем, 2020
  • Главная
  • Реклама
  • альтернатива
  • объявления
  • Программы
  • лучшая галерея
  • бизнес
  • крутые гаджеты
Выбор редакции

Обзор Alienware 15 R3 (2017): выходит на G-Spot для игр

Как использовать Kodi на ПК или Mac: полное руководство

Как получить LG G6-как округлый дисплей на любом устройстве Android

Toggle navigation
  • Реклама
  • альтернатива
  • объявления
  • Программы
Главная / биологические различия / Разница между первичными метаболитами и вторичными метаболитами

Что такое метаболиты? (с изображением)

Метаболиты - это органические соединения, которые используются или создаются в химических реакциях, происходящих в каждой клетке живых организмов. Этот процесс, известный как метаболизм, отвечает за расщепление пищи и других химических веществ на энергию и материалы, необходимые для здоровья, роста и воспроизводства. Метаболизм также отвечает за выведение токсичных веществ из организма. Метаболиты могут быть исходными материалами, промежуточными материалами или конечными продуктами этих химических реакций.

Метаболит может быть активным ингредиентом в лекарстве, и лекарство сначала должно быть метаболизировано, чтобы иметь желаемый лечебный эффект.

Различные метаболиты и реакции объединяются, чтобы произвести все эффекты, которые позволяют организму поддерживать жизнь.Первичный метаболит - это тот, который непосредственно участвует в развитии, росте и воспроизводстве. Вторичный метаболит, как правило, имеет более экологический эффект, например пигменты или антибиотики. Анаболические реакции используют энергию для превращения простых молекул в более сложные. Катаболические реакции разрушают сложные молекулы и часто заканчиваются высвобождением энергии.

Соединения, которые составляют исходные вещества метаболического процесса, обычно попадают в организм в качестве пищи.Эти метаболиты часто включают витамины и незаменимые аминокислоты. Затем они могут быть разложены организмом на более простые молекулы или использованы для построения более сложных молекул. Превращение аминокислот в сложные белки является примером этого типа метаболического процесса.

Промежуточные метаболиты чаще всего участвуют в метаболических процессах.Их можно синтезировать из других метаболитов или разбить на более простые соединения. Когда они разрушаются, обычно происходит высвобождение энергии. Процесс расщепления глюкозы на химическую энергию, пожалуй, один из самых важных из этих типов реакций.

Метаболиты конечных продуктов, как правило, возникают в результате распада других соединений.Обычно они выводятся из организма без каких-либо дальнейших изменений в их структуре. В большинстве случаев их нельзя использовать для синтеза чего-либо другого. Некоторые токсины и многие лекарственные препараты необходимо расщепить до формы метаболитов, прежде чем они смогут быть удалены из организма.

С медицинской точки зрения, метаболиты часто относятся к побочным продуктам приема лекарств.Иногда метаболит является активным ингредиентом лекарства, и лекарство сначала необходимо метаболизировать, чтобы получить желаемый лечебный эффект. В других случаях метаболит, создаваемый лекарством, вызывает побочный эффект, вторичный по отношению к желаемому эффекту лекарства. В обоих случаях скорость, с которой соединение разлагается, оказывает прямое влияние на интенсивность и продолжительность действия лекарства.

.

Разница между первичными и вторичными метаболитами (со сравнительной таблицей)

Метаболиты, необходимые для роста и поддержания клеточной функции, называются первичными метаболитами , в то время как метаболиты, которые не требуются для роста и поддержания клеточных функций и являются конечными продуктами первичного метаболизма, называются . вторичные метаболиты .

Продукты микробного метаболизма - это низкомолекулярное соединение , необходимое для процессов метаболизма клеток или организма.Эти продукты классифицируются как первичные и вторичные метаболиты.

Первичные метаболиты состоят из витаминов, аминокислот, нуклеозидов и органических кислот, которые необходимы во время логарифмической фазы роста микробов. Но такие продукты, как алкалоиды, стероиды, антибиотики, гиббереллины, токсины, являются вторичным метаболитом, вырабатываемым во время стационарной фазы роста клеток.

Микроорганизмы обладают огромной способностью синтезировать различные коммерчески используемые продукты.Ниже обсуждаются существенные различия между первичными и вторичными метаболитами, а также их важность в микробиологии.

Содержание: первичные и вторичные метаболиты

  1. Таблица сравнения
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Первичные метаболиты Вторичные метаболиты
Значение Продукты метаболизма, которые производятся во время фазы роста организмов для выполнения физиологических функций и поддержки общего развития клетки, называются первичными метаболитами. Конечные продукты первичного метаболизма, которые синтезируются после завершения фазы роста и играют важную роль в экологической и другой деятельности клетки, известны как вторичные метаболиты.
Также известна как Трофофаза. Идиофаза.
Это происходит в фазе роста . Стационарная фаза.
Производство Они производятся в больших количествах, и их легко добыть. Они производятся в небольших количествах, и их добыча затруднена.
Возникновение То же самое для всех видов, что означает, что они производят одни и те же продукты. Различается у разных видов.
Назначение 1. Эти продукты используются в различных отраслях промышленности.
2. Первичные продукты играют важную роль в росте, воспроизводстве и развитии клеток.
1. Важны также вторичные метаболиты, такие как антибиотики, гиббереллины.
2. Они также косвенно поддерживают клетку, поддерживая ее жизнь в течение длительного времени.
Примеры Витамины, углеводы, белки и липиды являются одними из примеров. Фенолы, стероиды, эфирные масла, алкалоиды, стероиды - несколько примеров.

Определение первичных метаболитов

Первичные метаболиты - это соединения, вырабатываемые во время фазы роста . Этот процесс называется первичным метаболизмом или трофофазой .Он начинается, когда в среде присутствуют все необходимые питательные вещества для роста организма. Важность первичного метаболизма заключается в росте, воспроизводстве и развитии клетки. На этом этапе в клетке минимальная концентрация всех молекул (ДНК, РНК и т. Д.)

В период трофофазы начинается экспоненциальный рост микроорганизмов. Существуют различные продукты метаболизма, которые вместе составляют основные метаболиты. Это витамины, нуклеозиды, аминокислоты и др.Основные метаболиты делятся на две категории:
1. Основные основные метаболиты.
2. Первичные конечные продукты метаболизма.

1. Основные основные метаболиты - Это важные соединения, необходимые для поддержания процесса роста клеток, и, следовательно, они вырабатываются в достаточном количестве. Витамины, нуклеозиды, аминокислоты являются примерами незаменимых метаболитов.

2. Первичные конечные продукты метаболизма - Такие соединения, как этанол, ацетон, молочная кислота, бутанол, являются нормальными конечными продуктами процесса ферментации первичного метаболизма.

Хотя эти продукты не важны, иногда они имеют промышленное значение. Например, углекислый газ является конечным продуктом метаболизма Saccharomyces cerevisiae , но он (СО2) важен в хлебопекарной промышленности для разрыхления теста.

Значение основных метаболитов

Чрезмерное производство первичных метаболитов очень важно и полезно в крупномасштабных промышленных целях. Даже ферменты, обнаруженные в процессе, находят множество применений в пищевой, текстильной и других отраслях промышленности.

Определение вторичных метаболитов

После трофофазы или как только экспоненциальная фаза заканчивается, процесс переходит в другую фазу, называемую идиофазой или вторичным метаболизмом . Эти продукты называются вторичными метаболитами (идиолитами), которые образуются в конце процесса. Эта фаза происходит в период ограниченного количества питательных веществ или когда происходит накопление продуктов жизнедеятельности.

Хотя такие соединения, как антибиотики, алкалоиды, стероиды, гиббереллины, токсины и т. Д.не имеют прямого отношения к синтезу клеточных материалов и их росту, а производятся в небольшом количестве. Следовательно, вторичные метаболиты рассматриваются как конечные продукты первичных метаболитов.

Значение вторичных метаболитов

Вторичные метаболиты продуцируются только очень специфическими микроорганизмами, в основном используются антибиотики и другие продукты. Обычно микроорганизмы синтезируют многочисленные группы соединений вторичных метаболитов вместо одного, например, штамм Streptomyces продуцирует 35 антрациклинов за раз вместо одного.Они не требуются для роста, размножения и развития клетки.

Как указывалось выше, вторичные метаболиты не оказывают прямого воздействия на рост и развитие клеток, но они выполняют некоторую неизвестную функцию, которая поддерживает выживание клеток.

Ключевые различия между первичными и вторичными метаболитами

Ниже приведены примечательные моменты, которые отличают первичные метаболиты от вторичных метаболитов:

  1. первичных метаболитов рассматриваются как продукты, которые вырабатываются во время фазы роста организмов и в первую очередь участвуют в росте и развитии организма.С другой стороны, вторичных метаболитов считаются конечными продуктами первичных метаболитов, участвующих в стационарной фазе во время роста микроорганизма и играющих роль в экологических функциях.
  2. Первичный путь метаболизма происходит в фазе роста и также известен как трофофаза , в то время как вторичный путь метаболизма происходит в стационарной фазе и также известен как идиофаза .
  3. Первичные метаболиты производятся в больших количествах , и их извлечение легко, фактически, продукты одинаковы для всех видов, тогда как вторичные метаболиты производятся в небольших количествах , и их извлечение затруднено, даже их продукты различны для разных видов.
  4. Продукты, производимые в процессе первичного метаболизма, используются в различных отраслях промышленности для различных целей, а также играют очень важную роль в росте, воспроизводстве и развитии клеток. В то время как вторичные метаболиты, такие как антибиотики, гиббереллины, также важны и косвенно поддерживают клетки, в их выживании на долгое время.
  5. Примеры первичных метаболитов представляют собой витамины, углеводы, белки и липиды, тогда как примерами вторичных метаболитов являются фенольные соединения, стероиды, эфирные масла, алкалоиды, стероиды - несколько примеров.

Заключение

Микроорганизмы обладают огромной способностью производить множество продуктов в течение своего жизненного цикла. Некоторые из этих продуктов имеют большое значение, а некоторые считаются конечными отходами.

Хотя из приведенного выше описания мы заключаем, что два типа продуктов, продуцируемых во время роста клеток, классифицируются как первичные метаболиты и вторичные метаболиты. Эти продукты классифицируются по их важности для роста клеток.

.Определение

в кембриджском словаре английского языка

Качественный и количественный высокоэффективный жидкостный хроматографический анализ нейромедиаторов и метаболитов моноаминов в спинномозговой жидкости и ткани мозга с использованием восстановительного электрохимического обнаружения. По сути, это пролекарство, которое быстро и полностью метаболизируется, и практически вся его активность обусловлена ​​его метаболитами.

Эти примеры взяты из Cambridge English Corpus и из источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или ее лицензиаров.

Еще примеры Меньше примеров

Наши результаты предполагают, что эти метаболиты участвуют в различных сигнальных путях, таких как высвобождение кальция и передача сигналов клеточного цикла.В целом соотношение родитель / метаболит со временем уменьшается. Генетика метаболитов моноаминов у бабуинов: перекрывающиеся наборы генов влияют на уровни 5-гидроксииндолуксусной кислоты, 3-гидрокси-4-метоксифенилгликоля и гомованиллиновой кислоты.Это можно объяснить прямым стимулирующим действием их эстрогенных метаболитов на ткань молочной железы. .

определение метаболитов по The Free Dictionary

Исследователи из Медицинской школы Нью-Йоркского университета определили 30 метаболитов - химических веществ, образующихся при расщеплении жиров, белков и углеводов, - связанных с более низким риском обструктивного заболевания дыхательных путей (OAD) у лиц, оказывающих первую помощь. Эта статья призвана обобщить историю микробиома человека и познакомить читателей с постбиотическими метаболитами, которые представляют собой новый рубеж в науке о микробиоме.Метаболомика - это исследование метаболитов, которые образуются каждый раз, когда происходит передача энергии в организме. Протонная магнитно-резонансная спектроскопия, неинвазивный метод визуализации, который описывает химический состав определенных структур мозга, позволяет нам измерять метаболиты, необходимые для '' - сказала Кэтрин Лимперопулос, директор МРТ-исследований. Используя метаболомику или измерение метаболитов, исследователи анализировали образцы цельной крови через определенные промежутки времени в период голодания.Ученые могут найти доказательства глюконеогенеза, оценив уровни определенных метаболитов в крови, включая карнитин и бутират. Как и ожидалось, после голодания уровни этих метаболитов присутствовали в крови участников. Метаболомический анализ считается многообещающим для мониторинг реакции на лечение, постановка диагноза и отслеживание патогенеза заболеваний путем оценки конечных продуктов клеточных процессов и обеспечения объективной идентификации и количественной оценки всех метаболитов на платформе биоинформатики.[6] В настоящем исследовании мы стремились изучить метаболические вариации в сыворотке крови модели ФСГС, вызванной ADR, используя метод сбора данных с помощью ультраэффективной жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (UPLC-MS / MS). 28, 2018 (HealthDay News) - Согласно отчету, опубликованному в следующем выпуске журнала Biosensors and Bioelectronics, устройство, вдохновленное знаменитым трикодером Star Trek, соединяет портативный датчик с приложением для смартфона для измерения уровней различных метаболитов, связанных с множественными заболеваниями, в образцах жидкости от пациентов.Эндофитные грибы являются доказанным источником биоактивных метаболитов в современном мире (2). Цели: определить биологическую активность вторичных метаболитов, полученных из видов пенициллий и аспергилл. "В исследовании использовалась метаболомика, или изучение мельчайших частиц, называемых метаболитами, в нашем организме. отражают наши гены и окружающую среду », - объясняет первый автор Инес Лайнс, доктор медицины. .Метаболит

- Викисловарь

английский [править]

Этимология [править]

Из метаболизм + -ite .

Произношение [править]

Существительное [править]

метаболит ( множественное число метаболитов )

  1. Любое вещество, вырабатываемое или принимающее участие в метаболической реакции.
    • 2001 , Лесли Иверсен, Наркотики: очень краткое введение , Oxford, p.33.
      Каннабис и некоторые из его метаболитов , например, сохраняются в жировых отложениях организма в течение нескольких недель после однократной дозы.
    • 2015 , Феррис Джабр, Как люди стали обладать невероятно огромными мозгами , Проводной :
      Помимо изучения экспрессии генов, Бозек и ее коллеги проанализировали уровни метаболитов , разнообразной группы малых молекул, которая включает сахара, нуклеиновые кислоты и нейротрансмиттеры.Многие метаболитов либо необходимы для метаболизма, либо вырабатываются им.
Производные термины [править]
Переводы [править]
.

Вводная глава: Вторичные метаболиты

1. Введение

Метаболизм можно определить как сумму всех биохимических реакций, проводимых организмом. Метаболиты являются промежуточными продуктами и продуктами метаболизма и обычно ограничиваются небольшими молекулами. Термин «вторичный», введенный А. Косселем в 1891 году, означает, что, хотя первичные метаболиты присутствуют в каждой живой клетке, способной к делению, вторичные метаболиты присутствуют лишь случайно и не имеют первостепенного значения для жизни организма.Хотя вторичные метаболиты происходят из первичного метаболизма, они не составляют основной молекулярный скелет организма. Его отсутствие не сразу урезает жизнь организма, что противоречит первичному метаболиту, но выживаемость организма ухудшается в большей степени. Его наличие и синтез наблюдаются у экологически неблагополучных видов филогенетической группы [1].

Разница между первичным и вторичным метаболитами неоднозначна, поскольку многие промежуточные продукты первичного метаболизма перекрываются с промежуточными продуктами вторичных метаболитов [2].Аминокислоты, хотя и считаются продуктом первичного метаболита, определенно являются вторичным метаболитом. Вопреки наблюдению, что стерины являются вторичными метаболитами, которые являются неотъемлемой частью многих структурных структур клетки. Мозаичный характер интермедиата указывает на общий биохимический путь, разделяемый первичным и вторичным метаболизмом [3]. Вторичные метаболиты служат буферной зоной, в которую можно переместить избыток C и N, чтобы сформировать неактивную часть первичного метаболизма.Сохраненные C и N могут вернуться обратно в первичный метаболит путем метаболического распада вторичного метаболита, когда это необходимо. Существует динамизм и тонкий баланс между активностями первичного и вторичного метаболизма (рис. 1), на которые влияют рост, дифференциация тканей и развитие клетки или тела, а также внешнее давление [4].

Рисунок 1.

Схематическая диаграмма, представляющая интеграцию первичного и вторичного метаболизма.

Следовательно, вторичные метаболиты или натуральные продукты могут быть определены как гетерогенная группа природных продуктов метаболизма, которые не являются необходимыми для вегетативного роста продуцирующих организмов, но считаются соединениями дифференциации, выполняющими адаптивные функции, например, действуя как защитные соединения. или сигнальные молекулы в экологических взаимодействиях, симбиозе, переносе металлов, конкуренции и так далее [5].Множество секреции вторичных метаболитов собираются людьми для улучшения своего здоровья (антибиотики, ингибиторы ферментов, иммуномодуляторы, противоопухолевые средства и стимуляторы роста животных и растений), расширения пирамиды здорового питания (пигменты и нутрицевтики), повышения продуктивности сельского хозяйства (пестициды, инсектициды, факторы экологической конкуренции и симбиоза и феромоны), и, следовательно, оказывающие определенное положительное влияние на экономику нашего общества. Они являются источником антибиотиков.

2. Классификация вторичных метаболитов

Известно более 2 140 000 вторичных метаболитов, которые обычно классифицируются в соответствии с их огромным разнообразием по структуре, функциям и биосинтезу. Существует пять основных классов вторичных метаболитов, таких как терпеноиды и стероиды, вещества и поликетиды, производные жирных кислот, алкалоиды, нерибосомные полипептиды и кофакторы ферментов [6].

2.1. Терпеноиды и стероиды

Это основная группа веществ, биосинтетически полученных из изопентенилдифосфата.В настоящее время идентифицировано более 35 000 известных терпеноидных и стероидных соединений. Терпеноиды имеют различное разнообразие неродственных структур, в то время как стероиды имеют общий тетрациклический углеродный скелет и представляют собой модифицированные терпеноиды, которые биосинтезируются из тритерпенового ланостерина.

2.2. Алкалоиды

Известно более 12 000 соединений алкалоидов, и их основные структуры состоят из основной аминогруппы и биосинтетически получены из аминокислот.

2.3. Вещества и поликетиды на основе жирных кислот

Идентифицировано около 10 000 соединений, которые биосинтезируются из простых предшественников ацила, таких как пропионил-КоА, ацетил-КоА и метилмалонил-КоА.

2.4. Нерибосомные полипептиды

Эти соединения, производные от аминокислот, синтезируются биологическим путем с помощью многофункционального ферментного комплекса без прямой транскрипции РНК.

2,5. Кофакторы ферментов

Кофакторы ферментов - небелковые низкомолекулярные компоненты ферментов [6].

3. Функции вторичных метаболитов

Основными функциями вторичных метаболитов, включая антибиотики, являются:

  1. конкурентное оружие против других видов жизни, таких как животные, растения, насекомые и микроорганизмы

  2. агенты транспортировки металлов

  3. агентов для симбиотических отношений с другими организмами

  4. репродуктивных агентов и

  5. эффекторов дифференциации

  6. агентов связи между организмами

Другие функции включают вмешательство в образование спор (не обязательно) и прорастание [5 ].Преимущественно вторичные метаболиты используются для различных видов биологической активности, таких как противомикробные и противопаразитарные средства, ингибиторы ферментов и противоопухолевые средства, иммунодепрессанты и т. Д. [7].

4. Источники вторичных метаболитов

Основными источниками вторичных метаболитов являются растения (80% вторичного метаболита), бактерии, грибы и многие морские организмы (губки, оболочники, кораллы и улитки) (Таблица 1) [8 ].

4.1. Вторичные метаболиты растений

Вторичные метаболиты растений представляют собой высокоэкономичную продукцию.Они используются в качестве ценных химических веществ, таких как лекарства, ароматизаторы, ароматизаторы, инсектициды, красители и т. Д. Растения богаты широким спектром вторичных метаболитов, таких как дубильные вещества, терпеноиды, алкалоиды и флавоноиды, которые, как было установлено, содержат in vitro антимикробные свойства. Растения обладают практически безграничной способностью синтезировать ароматические вещества, большинство из которых представляют собой фенолы или их кислородзамещенные производные [9]. Около 25000 терпеноидов известны как вторичные соединения и являются производными пятиуглеродного предшественника изопентенилдифосфата (IPP).Всего идентифицировано около 12000 известных алкалоидов, которые содержат один или несколько атомов азота, которые биосинтезируются из аминокислот. 8000 известных фенольных соединений синтезируются либо через путь шикимовой кислоты, либо через путь малонат / ацетат [10].

Многие алкалоиды используются в медицине, обычно в виде солей. Некоторые примеры включают винбластин, обладающий противоопухолевыми свойствами [11]; хинин, обладающий жаропонижающими и противомалярийными свойствами [12]; и резерпин, который можно использовать для лечения высокого кровяного давления.Алкалоиды рассматриваются как резервные материалы для синтеза белка, как защитные вещества, препятствующие атакам животных или насекомых, как стимуляторы или регуляторы растений или просто как продукты детоксикации. Алкалоиды, которые в настоящее время используются в клинической практике, включают анальгетики морфин и кодеин, противоопухолевый агент винбластин, подавляющий подагру колхицин, миорелаксант тубокурарин, антиаритмический аджмалицин, антибиотик сангвинарин и седативный скополамин.

Исследования in vitro показали, что природные фенолы обладают антимикробным [13], противовирусным [14], противовоспалительным [15] и сосудорасширяющим действием [16].Он защищает растение от неблагоприятных факторов, угрожающих его выживанию в неблагоприятной окружающей среде, таких как засуха, физические повреждения или инфекции. Устойчивость растений к УФ-излучению обусловлена ​​фенольными соединениями, особенно фенилпропаноидами, присутствующими в них [17]. Фенольные соединения действуют как антиоксиданты, защищая клетки от окислительного стресса, улавливая свободные радикалы за счет пожертвования атомов водорода. Действие фенольных соединений как нейрозащитных [18], фунгицидных [19], бактерицидных [20] и их противоатеросклерозное [21] и противораковое [22] действие хорошо документировано.

Терпеноиды являются коммерчески важными отдушками и ароматизаторами [23]. Пренол и α-бисаболол используются в ароматизаторах из-за фруктового запаха и сладкого цветочного аромата соответственно. Моно- и сескви-терпены являются основой натуральных духов, а также пряностей и ароматизаторов в пищевой промышленности. Роль терпеноидов как фармацевтических агентов с антибактериальной и противоопухолевой активностью все еще изучается. Существуют примеры дитерпенов, которые проявили in vitro, цитотоксическую, противоопухолевую и антимикробную активность.Терпены жизненно важны для жизни большинства организмов, осуществляющих метаболический контроль и опосредующих межвидовые и внутривидовые взаимодействия, например, производят соединения в ответ на травоядные или стрессовые факторы, а также было показано, что цветы могут выделять терпеноиды, чтобы привлекать опыляющих насекомых и даже привлекать полезные клещи, питающиеся травоядными насекомыми. Cheng et al. [24] сообщили, что терпены могут действовать как химические посредники, влияющие на экспрессию генов, участвующих в защитных функциях растений, или на экспрессию генов соседних растений.Другие вторичные метаболиты растительного происхождения и их функции приведены в таблице 2 [25].

Источник Все известные соединения Биоактивные вещества Антибиотики
Натуральные продукты Более миллиона 200 000–250 000 25 000–30 000 9610 Царство 600 000–700 000 150 000–200 000 ~ 25 000
Микробы Более 50 000 22 000–23 000 ~ 17 000
Водоросли, лишайники 150010 ~ 1000
Высшие растения 500,000–600,000 ~ 100,000 10,000–12,000
Царство животных 300,000–400,000 50,000–100,000 10 ~ 5000109 10 ~ 5000 901zoa Несколько сотен 100–200 ~ 50
I беспозвоночные ~ 100,000 NA ~ 500
Морские животные 20,000–25,000 7000–8000 3000–4000
Насекомые / черви / и т. д. 8000–10 000 800–1000 150–200
Позвоночные (млекопитающие, рыбы, амфибии, и т. Д. ) 200 000–250 000 50 000–70 000 ~ 1000

Таблица 1.

Приблизительное количество известных природных метаболитов.

NA - Данных нет.

Источник: Bérdy [8].

10 10

9

10 10 10 Таблица 2. Вторичные метаболиты

NA - Не оценивался.

Источник: Рамават и Мериллон [25].

4.2. Производство вторичных метаболитов растениями

4.2.1. Традиционный

Традиционный метод производства вторичного метаболита основан на экстракции метаболита, а не на его производстве, из тканей растения с помощью различных фитохимических процедур, таких как экстракция растворителем, паром и сверхкритическая экстракция.Последние разработки в области биотехнологических методов, таких как культура тканей растений, ферментативная технология и технология ферментации, способствовали синтезу in vitro и производству вторичных метаболитов растений. Основные процессы включают:

4.2.2. Иммобилизация

Клетки или биокатализаторы заключены в матрицу за счет захвата, адсорбции или ковалентного связывания. При добавлении подходящего субстрата и обеспечении оптимальных физико-химических параметров синтезируются желаемые вторичные метаболиты.Иммобилизация с помощью подходящей биореакторной системы обеспечивает несколько преимуществ, таких как непрерывный процесс, но для развития процесса культивирования иммобилизованных растительных клеток необходима естественная или искусственно индуцированная секреция накопленного продукта в окружающую среду.

4.2.3. In vitro культура тканей, органов и клеток

Культуры растительных клеток и тканей могут быть получены обычным образом в стерильных условиях из эксплантов, таких как листья, стебли, корни, меристемы растений и т. Д., как для размножения, так и для извлечения вторичных метаболитов. Побеги, корни, каллус, клеточная суспензия и культура волосистых корней используются для синтеза представляющего интерес метаболита. Метаболиты, локализованные во многих тканях, могут быть синтезированы с помощью неорганизованных каллусов или суспензионных культур. Но когда интересующий метаболит ограничен специализированной частью или железами растения-хозяина, предпочтительным методом является дифференцированное микропроцессорное растение или культура органов. Сапонины из женьшеня производятся в его корнях, и поэтому корневая культура in vitro предпочтительна для синтеза сапонина.Точно так же антидепрессанты гиперицин и гиперфорин локализуются в листовых железах Hypericum perforatum , которые не были синтезированы из недифференцированных клеток [26].

Объем производства вторичных метаболитов в клеточных культурах может быть увеличен путем обработки растительных клеток биотическими и / или абиотическими элиситорами. Метилжасмонат, грибковые углеводы и дрожжевой экстракт являются обычно используемыми элиситорами. Метилжасмонат - признанный и эффективный элиситор, используемый в производстве таксола из Taxus chinensis [27] и гинзенозида из Panax ginseng [28, 29, 30, 31, 32].Последние разработки и разработки метаболической инженерии могут быть использованы для повышения продуктивности.

Производство метаболитов через волосатую корневую систему на основе инокуляции Agrobacterium rhizogenes в последнее время привлекает большое внимание. Качество и количество вторичного метаболита в волосистой корневой системе такое же или даже лучше, чем у интактного корня растения-хозяина [33]. Кроме того, стабильный генетический состав, мгновенный рост в питательных средах для культивирования тканей растений и фитогормонов предоставляет дополнительные возможности для биохимических исследований.Кончики корней, инфицированные A. rhizogenes , выращивают на средах для тканевых культур [среды B5 или SH Гамборга Мурашиге и Скуга (М.С.)], не содержащих фитогормонов. Шривастава и Шривастава [34] недавно обобщили попытки адаптировать конструкцию биореактора к культурам волосистых корней; бак с мешалкой, эрлифт, барботажные колонны, соединительный поток, лопатка турбины, вращающийся барабан, а также различные газофазные реакторы были успешно использованы. Испытываются генетические манипуляции в культуре волосистых корней для производства вторичных метаболитов.Укрепившиеся корни проверяются на предмет более быстрого роста и производства метаболитов. Трансгенные волосатые корни, полученные с помощью Agrobacterium rhizogenes , проложили путь не только для образования проростков, но и для синтеза желаемого продукта посредством культур трансгенных волосистых корней.

4.3. Вторичные метаболиты микроорганизмов

Вторичные метаболиты микробов представляют собой низкомолекулярные продукты с необычной структурой. Структурно разнообразные метаболиты проявляют разнообразную биологическую активность, такую ​​как противомикробные средства, ингибиторы ферментов и противоопухолевые средства, иммуносупрессивные и противопаразитарные средства [7], стимуляторы роста растений, гербициды, инсектициды, антигельминтики и т. Д.Они производятся на поздней стадии роста микроорганизмов. Производство вторичных метаболитов контролируется особыми регуляторными механизмами в микроорганизмах, поскольку их производство обычно подавляется в логарифмической фазе и подавляется в стационарных фазах роста. Вторичные метаболиты микробов имеют характерный молекулярный скелет, которого нет в химических библиотеках, и около 40% микробных метаболитов не могут быть синтезированы химическим путем [35].

4.3.1. Характеристики микробных вторичных метаболитов
  • Принцип и процесс синтеза продуктов естественной ферментации могут быть успешно расширены и использованы для максимального его применения в области медицины, сельского хозяйства, пищевых продуктов и окружающей среды.

  • Метаболит может служить исходным материалом для получения интересующего продукта, расширяемого дальше посредством химической или биологической трансформации.

  • Новый аналог или шаблоны, в которых вторичный метаболит служит в качестве основных соединений, приведет к открытию и разработке новых лекарств.

4.4. Применение микробных вторичных метаболитов

4.4.1. Антибиотики

Открытие пенициллина дало толчок исследователям для использования микроорганизмов для производства вторичных метаболитов, что произвело революцию в области микробиологии [5].С появлением новых методов скрининга и выделения были идентифицированы различные молекулы, содержащие β-лактам [36] и другие типы антибиотиков. Описано около 6000 антибиотиков, 4000 из актинобактерий (таблица 3). В группе прокариот одноклеточные бактерии видов Bacillus (Таблица 3) и Pseudomonas (Таблица 3) являются наиболее повторяющимися продуцентами антибиотиков. Точно так же у эукариот грибы являются основными продуцентами антибиотиков после растений (таблица 3).В последние годы виды миксобактерий и цианобактерий присоединились к этим выдающимся организмам в качестве продуктивных видов.

S. No. Вторичные метаболиты Биологическая активность
1. Пиретрины Инсектицидные
2. Никотин Инсектицидные
3. Ротиноиды Инсектицидные
4. Фитоэкдизоны Инсектицидный
6. Бакарин Противоопухолевый
7. Брюцеантин Противоопухолевый
8. Gsaline Противоопухолевое средство
9. 3-Доксиколхицин Противоопухолевое средство
10. Эллиптицин

9

Антинеопластическое Антинеопластическое Антиопластическое 12. Fagaronive Противоопухолевое средство
13. Тларринговинл Противоопухолевое средство
14. Джандицин N-оксид Противоопухолевый
15. Майтансив Противоопухолевый
16. Подофиллотоксин 0 Таксол . Таликарпин Противоопухолевый
19. Трипдиолид Противоопухолевый
20. Винбластин Противоопухолевый
21. Хинин Противомалярийный
22. Дигоксин Кардиотоник
Сердечный тоник
Морфин Анальгетик
25. Тебаин Источник кодеина
26. Суолполанин Антигипертензия
27. Алропин Миорелаксант
28. Кодеин Анальгетик
29. Шиконин Краситель фармацевтический
Лакокраситель
30. 31. Розамариновая кислота Специи, антиоксиданты, отдушки
32. Jasmini Sweetner
33. Стевиозид Шафран
34. Краун Чили
35. Капсацин Ваниль
Ваниль
Каучук Гутлаперча Эфирные масла
38. Терпендиды Спазмолитические
39. Папаверив Гипертензивные
40. Ajmalicive Stimulant
41. Caffeine Antispasmadic
42. Birberine NA 9182
Название вторичных метаболитов Источник вторичных метаболитов Биологическая активность Ссылки
Вторичные метаболиты актинобактерий
Reschor9 Ингибитор протеазы ВИЧ-1 Shiono et al.[39]
Гималомицины А и В Streptomyces sp. B6921 Противомикробное средство Maskey et al. [40]
Бонактин Streptomyces sp. BD21–2 Антибактериальный Schumacher et al. [41]
Триоксакарцины S. ochraceus и S. Bottropensis Противоопухолевое и противомалярийное средство Maskey et al. [42]
Хиникомицины А и В Streptomyces sp. Противоопухолевые и противовирусные Li et al. [43]
Daryamides Streptomyces sp. CNQ-085 Цитотоксические поликетиды Asolkar et al. [44]
Резистофлавин S. chibaensis Антибактериальный Gorajana et al. [45]
Халкомицин А и терпены Streptomyces sp. M491 Антибактериальный Wu et al.[46]
Напирадиомицин (стереоизомеры C-16) S. antimycoticus Антибактериальный Motohashi et al. [47]
Оксогексаен и цефалаксин Streptomyces sp. RM17 ; Streptomyces sp. RM42 Антибактериальный Ремья и Виджаякумар [48]
Цитреамицин θ A, цитреамицин θ B и цитреагликон A S. caelestis Антибактериальный Liu.[49]
Спирамицин Streptomyces sp. RMS6 Антибактериальный Виджаякумар и Малати [50]
N-изопентилтридеканамид Streptomyces labedae ECR 77 Антибактериальный Thirumurugan et al. [51]
Стауроспорин Streptomyces champavatii KV2 Противомикробное средство Чолараджан и Виджаякумар [52]
Вторичные метаболиты Bacillus spp.
Коагулин B.coagulans Бактерицидное, бактериолитическое Le Marrec et al. [53]
Бактуруцин f4 B. thuringenesis sp. Fungicidal sub sp., kurstaki BUPM4 Kamoun et al. [54]
Cerein B. cereus Бактерицидное, бактериолитическое Bizani et al. [55]
Мегацин B.megaterium , Lisboa et al. [56]
Турицин S B. thuringenesis , Chehimi et al. [57]
Турицин CD 19 B. thuringenesis DPC6431
B. anthracis
, Rea et al. [58]
Галобациллин 5b B. licheniformis Гемолитический, цитотоксический Калиновская и др.[59]
Бацилломицин B. amyloliquefacins FZB42,
B. subtilis
Противогрибковое гемолитическое средство Ramarathnam et al. [60]
Бацилизоцин B. subtilis Фунгицидное антибактериальное действие Tamehiro et al. [61]
Бацилизин 1 B. subtilis 168 , B. pumilus
B. amyloliquefaciens GSB272
Противогрибковое, антибактериальное средство Steinborn et al.[62]
Вторичные метаболиты Pseudomonas spp.
Псевдомонин P. stutzeri KC Конкурентное ингибирование фитопатогенов Lewis et al. [63]
Цианистый водород P. pseudoalcaligenes P4 Противогрибковое Ayyadurai et al. [64]
Вторичные метаболиты грибов
Ловастатин Monascus ruber;
Aspergillus terreus
Ингибитор ферментов Дьюик [65]
Лимонен и гвайол Trichoderma viride Противомикробное средство Awad et al.[66]
Tuberculariols Tubercularia sp. TF5 Противораковое средство Xu et al. [67]
Оксалин Penicillium raistricki Анти-клеточная пролиферация Sumarah et al. [68]
Benzomalvin C Penicillium raistrickii , Penicillium sp. SC67 Противомалярийное средство Stierle et al. [69]
Рокефортин C P.рокфорти; P. crustosum Нейротоксин Kim et al. [70]; Xu et al. [67]
Правастатин Penicillium citrinum Антихолестеринемические средства Gonzalez et al. [71]

Таблица 3.

Вторичные метаболиты, продуцируемые микроорганизмами.

Фармацевтический продукт, особенно противоинфекционные производные, содержит 62% антибактериальных препаратов, 13% сывороток, иммуноглобулинов и вакцин, 12% противовирусных препаратов против ВИЧ, 7% противогрибковых средств и 6% противовирусных препаратов, не являющихся вирусами ВИЧ.Существует более 160 антибиотиков. Streptomyces hygroscopicus с более чем 200 антибиотиками, Streptomyces griseus с 40 антибиотиками и Bacillus subtilis с более чем 60 соединениями являются основными участниками рынка антибиотиков [7].

4.4.2. Противоопухолевые средства

Натуральный продукт и его производные составляют более 60% противоопухолевых препаратов. В настоящее время используются противоопухолевые молекулы, происходящие от актинобактерий, - это актиномицин D, антрациклины (даунорубицин, доксорубицин, эпирубицин, пирарубицин и валрубицин), блеомицин, митозаны (митомицин C), антраценоны (митозан, стрептогестицин) и энтрациклины (пенто-гестицин) и и эпотилоны [37].

Таксол представляет собой неактинобактериальную молекулу, полученную из растения Taxus brevifolia и эндофитных грибов Taxomyces andreanae и Nodulisporium sylviforme. Он препятствует распаду микротрубочек, важному событию, ведущему к делению клеток, тем самым подавляя быстро делящиеся раковые клетки. Он эффективен против груди и продвинутой формы саркомы Капоши. Также обнаружено, что он проявляет противогрибковую активность против Pythium , Phytophthora, и Aphanomyces .

4.4.3. Фармакологические и нутрицевтические агенты

Огромным успехом стало открытие грибковых статинов, включая компактин, ловастатин, правастатин и другие, которые действуют как снижающие уровень холестерина агенты. Ловастатин производится A. terreus. Большое значение в медицине имеют иммунодепрессанты, такие как циклоспорин А, сиролимус (рапамицин), такролимус и микофенолят мофетил. Они используются для трансплантации сердца, печени и почек и были ответственны за создание области трансплантации органов.Циклоспорин А вырабатывается грибком Tolypocladium niveum . Микофенолятмофетил - это полусинтетический продукт самого старого известного антибиотика, микофеноловой кислоты, который также вырабатывается грибком. Сиролимус и такролимус - продукты стрептомицетов [7]. Метаболиты пробиотических бактерий рассматриваются как средство для контроля набора веса, предотвращения ожирения, увеличения сытости, продления насыщения, уменьшения потребления пищи, уменьшения отложения жира, улучшения энергетического обмена, лечения и повышения чувствительности к инсулину и лечения ожирения. Firmicutes и Bacteroidetes являются доминирующими полезными бактериями, присутствующими в нормальном желудочно-кишечном тракте человека, и последние были зарегистрированы в меньших количествах у пациентов с синдромом раздраженного кишечника с преобладанием запора [38]. Каротиноиды микробного происхождения используются в качестве пищевого красителя, кормов для рыб, нутрицевтиков, косметики и антиоксидантов. Широко используемым пищевым красителем является каротин, полученный из Blakeslea trispora , Dunaliella salina и ликопин из B.trispora и Streptomyces chrestomyceticus, subsp . rubescens. Астаксантин, полученный из Xanthophyllomyces dendrorhous , является одобренным кормом для рыб. Астаксантин, лютеин, β-каротин, зеаксантин и кантаксантин используются в качестве нутрицевтиков из-за их превосходных антиоксидантных свойств. Докозагексаеновая кислота (DHA), используемая в детских смесях в качестве пищевых добавок, происходит из микроводорослей Schizochytrium spp. [7].

4.4.4. Ферменты и ингибиторы ферментов

Ферменты, произведенные из микроорганизмов, ежегодно продаются в размере 2 долларов США.3 миллиарда ферментов, которые находят применение в моющих средствах (34%), пищевых продуктах (27%), сельском хозяйстве и кормах (16%), текстиле (10%) и коже, химикатах и ​​целлюлозно-бумажной промышленности (10%). Ежегодная продажа протеазы субтилизина, используемой в моющих средствах, составляет 200 миллионов долларов. Другие основные ферменты включают глюкозоизомеразу (100 000 тонн) и пенициллин амидазу (60 000 тонн). Стоимость производства нитрилазы (30 000 тонн) и фитазы составляет 135 миллионов долларов. Streptomyces глюкозоизомераза используется для изомеризации D-глюкозы в D-фруктозу для производства 15 миллионов тонн кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы в год стоимостью 1 миллиард долларов [7].

Наиболее важными ингибиторами ферментов является клавулановая кислота, синтезируемая Streptomyces clavuligerus , ингибитором β-лактамаз. Некоторыми из общих мишеней для других ингибиторов являются глюкозидазы, амилазы, липазы, протеазы и ксантиноксидаза. Ингибиторы амилазы предотвращают всасывание диетического крахмала в организм и, следовательно, могут использоваться для похудания [38].

4.4.5. Продукты для сельского хозяйства и здоровья животных

Вторичные метаболиты находят широкое применение в области сельского хозяйства и здоровья животных: касугамицин и полиоксины используются в качестве биопестицидов; Bacillus thuringiensis кристаллов, никкомицин и спинозины используются в качестве биоинсектицидов; биогербициды (биалафос) находят применение в качестве биогербицидов; ивермектин и дорамектин в качестве антигельминтных средств и эндектоцидов против глистов, вшей, клещей и клещей; стимуляторы роста жвачных животных в виде кокцидиостатов; гормоны растений, такие как гиббереллины, в качестве регуляторов роста являются наиболее распространенным применением [7].

4.5. Производство вторичных метаболитов из микроорганизмов

Вторичные метаболиты ответвляются от путей первичного метаболизма. Коммерчески важные вторичные и первичные метаболические пути приведены в таблице 4.

S. No. Промежуточные продукты первичного метаболического пути Полученные вторичные метаболиты
1. Шикимовая кислота Алкалоиды спорыньи, антибиотики: кандицидин и хлорамфеникол
2. Аминокислоты Антибиотики: пенициллин, цефалоспорины и цефамицины, а также грамицидин, иммунодепрессивный циклоспорин
3. Ацетил-КоА и другие промежуточные соединения цикла Креба, антипарабицин , антипаразитарные препараты , антипаразитарные препараты , антипаразиты Креба 4. Сахара Антибиотики: стрептомицин и канамицин.

Таблица 4.

Промежуточное соединение первичного метаболизма и их вторичные производные метаболитов.

4.5.1. Жидкая ферментация

Периодическая или периодическая культура с подпиткой при глубокой ферментации используется для производства вторичных метаболитов. Инокулят создается после тщательной доработки штамма организма-продуцента. Сначала используют культуру во встряхиваемых колбах, и культуру, находящуюся в активной фазе роста, переносят в небольшой ферментер, а затем в более крупный ферментер с производственной средой. Контролируются некоторые параметры, такие как состав среды, pH, температура, скорость перемешивания и аэрации.Индуктор, такой как метионин, добавляется к ферментации цефалоспорина, фосфат ограничивается при ферментации хлортетрациклина, а глюкоза избегается при ферментации пенициллина или эритромицина.

4.5.2. Твердотельная ферментация

Твердотельная ферментация, определяемая как микробная культура, развивающаяся на поверхности и внутри твердого матрикса и в отсутствие свободной воды, обладает важным потенциалом для производства вторичных метаболитов. В зависимости от природы используемой твердой фазы можно выделить два типа SSF [7]: (а) твердая культура одной твердой фазы фазы подложка-подложка и (b) твердая культура твердой фазы двух фаз подложка-подложка.Преимущества твердофазной ферментации по сравнению с погруженной ферментацией включают: энергетические потребности процесса относительно низкие, поскольку кислород передается непосредственно микроорганизмам. Вторичные метаболиты часто производятся с гораздо более высокими выходами, часто в более короткие сроки, и часто стерильные условия не требуются [7].

Здесь важно отметить наш собственный опыт получения вторичного метаболита актинобактерий. Актинобактерии из наземных и морских местообитаний были проверены на их антимикробную активность.Биоактивные метаболиты экстрагировали и очищали с помощью тонкослойной и колоночной хроматографии, а структура метаболита была выяснена с помощью УФ-спектрометрии, FT-IR, масс-спектрального анализа и ЯМР. Производные метаболиты стауроспорин, окта-валиномицин, метил-4,8-диметилундеканат и N-изопентилтридеканамид известны своей биологической активностью (рис. 2).

Рисунок 2.

Химическая структура вторичных метаболитов актинобактерий. (а) стауроспорин, (б) окта-валиномицин, (в) метил-4,8-диметилундеканат и (г) N-изопентилтридеканамид из актинобактерий.Источник: Чолараджан и Виджаякумар [52]; Чолараджан [72]; Thirumurugan et al. [73].

5. Заключение

В этом обзоре подчеркивается важность вторичных метаболитов из различных источников, таких как растения, микроорганизмы, включая бактерии, актинобактерии и грибы, а также их классификации, производства и применения в различных областях. Поскольку существует постоянная и критическая потребность в новых фармацевтических средствах для борьбы с раком, сердечными заболеваниями, вредителями, цитотоксическими средствами, комарами, инфекционными заболеваниями и аутоиммунными заболеваниями как животных, так и растений, изменения климата создают условия, благоприятные для повторных вспышек этих явлений.Борьба с любой болезнью - это яркая симметрия между достижениями в химиотерапии и естественным отбором в отношении инфекционных или инвазивных агентов. Если научное сообщество должно уделять постоянное внимание этим непрекращающимся усилиям, необходимо найти новые источники биоактивных вторичных метаболитов с новой активностью. Вторичные метаболиты являются одним из основных средств их роста и защиты, и эти метаболиты легко доступны для обнаружения. Вторичные метаболиты с заметной биологической активностью рассматриваются как альтернатива большинству синтетических лекарств и других коммерчески ценных соединений.

.

Смотрите также

 
 
© 2020 Спортивный клуб "Канку". Все права защищены.