Kemotaksonomi – Karşilaştirmali Fitokimya Ve Biyokimya

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-10-2012

DIĞER CINSLERDEKI PROTEINIK OLMAYAN AMINO ASITLER
Örneğin Mimosaceae’de , a,g-diaminopropiyonik asit, albizziin: L – 2 – amino – 3 - üreidopropiyonik asit ve villardiin: b-(urasil – 3 - il) alanin ile mimozin: b-(1,4- dehidro –3 - hidroksi- 4 – okso – pirid – 1 – il) bileşikleri bulunur ve kimyasal yapı benzerlikleri önemli düzeydedir

Gene bu familyada sülfürlü bileşiklerden djenkolik asit ( 2 – amino – 2 – karboksietan – tiyometil L – sistein, dikrostakik asit: S – (2 – hidroksi – 2 – karboksietansülfonilmetil) - L – sistein, S – ( 2 – karboksietil) - L – sistein ve N – asetil - L – dijonkolik asit bulunur

Allium’da daha önce Rosaceae incelenirken söz edilmiş olan başka bir sülfürlü amino asit grubu ile türevleri bulunur ki 4 – metilprolin, 4 – hidroksi – metilprolin ve 4 – metilenprolinden oluşan bu benzer kimyasal yapılı üçlü amino asit grubunun filojenetik önemi kayda değer

KARŞILAŞTIRMALI ALKALOİD BİYOKİMYASI

Bu bazik karakterli azotlu bileþikler toksik ve farmasötik etkileri nedeniyle çok uzun süredir bilinen, gerek hekimler, gerekse de farmasötik botanikçiler organik kimyacýlar tarafýndan incelenen, akonitin, kolsiþin, hiyosiyamin ve kinin gibi bileþiklerdir

Eczacýlar alkaloidleri farmakolojik etkilerine göre sýnýflandýrýrken kimyacýlar özellikle karbon iskeletinin yapýsýna dayanan yapýsal özellikleri ve içerdikleri heterosiklik sistemlere göre sýnýflandýrmýþlardýr

Büyük ölçüde lizin, ornitin, fenilalanin, tirozin ve triptofan a - amino as

lerinden sentezlenirler ve genelde ilgili amino asidin iskeleti pek deðiþmeden kalýr

Birincil metabolizmadan mavelonat ile asetat da diðer önemli öncüleridir

BİYOGENETİK SINIFLANDIRMA

1950’lerde de biyogenetik açıdan incelenmelerine ve bu açıdan sınıflandırılmalarına başlanmış ve şu şekilde ele alınmışlardır:

GERÇEK ALKALOİDLER
Biyojenetik bir aminden meydana gelen bir amino asidin dekarboksilasyonu ile oluşanlardır

Fenilalaninden oluşan izokinolinler, triptofandan oluşan indolik alkaloidler, ornitinden oluşan higrin, tropan, ekgonin ve nsin grubu alkaloidler, lizinden oluşan Papillionaceae alkaloidleri ile bazı a-sübstitie piperidinler, histidinden oluşan pilokarbin grubu alkaloidler, nikotinik asit ve antranilik asitten oluşan akrdin ve furanokinolin alkaloidleri gibi birçok alkaloidler bu gruba girer

PROTOALKALOİDLER
Alkaloid benzeri şeklinde tanımlanabilen bu grup maddeler de amino asitlerden veya biyojenetik aminlerden oluşur, fakat triptofandan sentezlenenler dışında kalanlar heterosiklik sistem içermezler

Bitkilerdeki doğal üyeleri arasında biyojenetik aminlerin kendileri ve metillenme türevleri ile betainler de yer alır

PSÖDOALKALOİDLER
Azotlu bazik bileşikler olan alkaloid benzeri maddeler arasında yer alanlar mono-, di- ve tri-terpenler veya steroller, asetattan türeyen alifatik poliketo asitler gibi bileşiklerdir

Bu gruplara sokulmuş olan maddeleri pratik kullanıma uygunluğu, pratikteki yararları açısından değil de biyojenetik durumları ve biyosentez mekanizmaları açısından ele aldığımızda gerçek alkaloidler ile diğer gruplar arasındaki gerçek biyolojik farkları görebiliriz

KİMYASAL ve KEMOTAKSONOMİK GRUPLANDIRMA

Alkaloidlerin çeşitliliği ve geniş dağılımları nedeniyle zaman içinde gelişerek oturan bu sistemsiz gruplandırma ile tanımlanır olmuşlardır

BENZODİYAZEPİNLER
Özellikle Penicillium türlerinde bulunan siklopenin, siklopenol gibi fenilalanin iskeletine sahip 2 veya 3 halkalı bileşiklerdir

Siklik di- ve tri-peptidler de oluştururlar, penisilinler di-, sefalosporinler açılmış halkalı tripeptidlerdir

b - LAKTAMLAR
Klinik antibiyotikler olan penisilin ve sefalosporin grupları aynı L – val, - ser, - a - aminoadipik asit tripeptidinden sentezlenir

Bu tripeptid izopenisilin N sentetaz enzimince izopenisilin N antibiyotiğine döniştirilir ve bu enzimin geninin Cephalosporium acremonium ile Penicillum chrysogenum’ da izole edilerek %74 oranındaki homologluğu gösterilmiştir

“ERGOT” ALKALOİDLERİ
Arpa gibi otsuların paraziti Claviceps purpurea gibi bazı parazit fungusların hiflerinde elimoklavin gibi triptofan iskeleti olan ve 4 – 5 halkalı alk

ler bulunmuştur

Öncü maddeleri triptofandır

PİPERİDİN ve PİROLİDİN ALKALOİDLERİ
Piperidinler lizinden gelen nikotinik asit halkasına sahip olup birbirine kuvvetle bağlı çift nikotinik halkalı anatabin veya 2

Halkanın açıldığı piperidin, koniin, metilpelletierin, anabazin, sedamin ve pinidin bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmalarda yaygın olan pipekolik asit gibi alk

lerdir

Rhizoctonia leguminicola fungusunca sentezlenen slaframin adı verilen toksini pipekolik asittir ve lizinden sentezlenir

Bacillus megaterium ise benzer yapılı dipikinolik asit sentezler

Yosunlarda görülen ve çok halkalı tipleri de olan, karmaşık yapılı likopodin, adenokarpin gibi üyeleri olan çok sayıda ve tipte alk

içeren bir gruptur

Pirolidinler ornitin iskeleti içerirler ve putresin gibi tek veya higrin gibi açılmış çift halkalı alk

ler yanında kuskohigrin gibi uzun bir köprü ile birleşen çift halkalı, nikotinin de dahil olduğu geniş bir gruptur

Tropin gibi oksijene olmuş tropan grubu alk

ler de bu sınıfa girerler

Tropan grubunun iyi bilinen bir üyesi kokain olup, birçok kuvvetli uyuşturucuyu içerir

İZOKİNOLİN GRUBU ALKALOİDLER
Fenilamin grubu dopamin ve hordein gibi farmasötik üyeleri bol olan bir alt grubudur

Tirozin iskeleti içeren ve büyük çoğunluğu kapalı veya biri açılmış çift halkalı olan bileşiklerdir

Benzil
Benzilizokinolin grubu ise 3 kapalı ve 1 açık halkalı daha karmaşık ve papaverin gibi bilinen üyeleri olan gruptur

Aporfinler oksidativ fenolik birleşme ürünü olan, tirozin iskeleti taşıyan 4 veya bazıları 5 halkalı benzilkinolin bileşikleridir
Erythrina alkaloidleri de tirozin iskeletine sahip olan 5 halkalı bileşiklerdir

Morfin ve kodein de bu gruptandır

Protoberberin alk

leri benzilizokinolin iskeletine bir C daha eklenmesi ile oluşan biri açık veya kapalı olan 3 halkalı bileşikler veya berberinin de dahil olduğu daha karmaşık 5 halkalı bileşiklerden oluşan çok üyeli bir gruptur

Fenetilizokinolin alk

leri tirozin iskeletine sahip tropolon halkasının yapısının farklı oluşu ile ayrılan ve fenialanin iskeletinin olduğu bir gruptur

Biri açık veya kapalı 3 – 4 halkalı bileşiklerdir

10-10-2012	#21
Prof. Dr. Sinsi	Kemotaksonomi – Karşilaştirmali Fitokimya Ve Biyokimya DIĞER CINSLERDEKI PROTEINIK OLMAYAN AMINO ASITLER Örneğin Mimosaceae’de , a,g-diaminopropiyonik asit, albizziin: L – 2 – amino – 3 - üreidopropiyonik asit ve villardiin: b-(urasil – 3 - il) alanin ile mimozin: b-(1,4- dehidro –3 - hidroksi- 4 – okso – pirid – 1 – il) bileşikleri bulunur ve kimyasal yapı benzerlikleri önemli düzeydedir Gene bu familyada sülfürlü bileşiklerden djenkolik asit ( 2 – amino – 2 – karboksietan – tiyometil L – sistein, dikrostakik asit: S – (2 – hidroksi – 2 – karboksietansülfonilmetil) - L – sistein, S – ( 2 – karboksietil) - L – sistein ve N – asetil - L – dijonkolik asit bulunur Allium’da daha önce Rosaceae incelenirken söz edilmiş olan başka bir sülfürlü amino asit grubu ile türevleri bulunur ki 4 – metilprolin, 4 – hidroksi – metilprolin ve 4 – metilenprolinden oluşan bu benzer kimyasal yapılı üçlü amino asit grubunun filojenetik önemi kayda değer KARŞILAŞTIRMALI ALKALOİD BİYOKİMYASI Bu bazik karakterli azotlu bileþikler toksik ve farmasötik etkileri nedeniyle çok uzun süredir bilinen, gerek hekimler, gerekse de farmasötik botanikçiler organik kimyacýlar tarafýndan incelenen, akonitin, kolsiþin, hiyosiyamin ve kinin gibi bileþiklerdir Eczacýlar alkaloidleri farmakolojik etkilerine göre sýnýflandýrýrken kimyacýlar özellikle karbon iskeletinin yapýsýna dayanan yapýsal özellikleri ve içerdikleri heterosiklik sistemlere göre sýnýflandýrmýþlardýr Büyük ölçüde lizin, ornitin, fenilalanin, tirozin ve triptofan a - amino aslerinden sentezlenirler ve genelde ilgili amino asidin iskeleti pek deðiþmeden kalýr Birincil metabolizmadan mavelonat ile asetat da diðer önemli öncüleridir BİYOGENETİK SINIFLANDIRMA 1950’lerde de biyogenetik açıdan incelenmelerine ve bu açıdan sınıflandırılmalarına başlanmış ve şu şekilde ele alınmışlardır: GERÇEK ALKALOİDLER Biyojenetik bir aminden meydana gelen bir amino asidin dekarboksilasyonu ile oluşanlardır Fenilalaninden oluşan izokinolinler, triptofandan oluşan indolik alkaloidler, ornitinden oluşan higrin, tropan, ekgonin ve nsin grubu alkaloidler, lizinden oluşan Papillionaceae alkaloidleri ile bazı a-sübstitie piperidinler, histidinden oluşan pilokarbin grubu alkaloidler, nikotinik asit ve antranilik asitten oluşan akrdin ve furanokinolin alkaloidleri gibi birçok alkaloidler bu gruba girer PROTOALKALOİDLER Alkaloid benzeri şeklinde tanımlanabilen bu grup maddeler de amino asitlerden veya biyojenetik aminlerden oluşur, fakat triptofandan sentezlenenler dışında kalanlar heterosiklik sistem içermezler Bitkilerdeki doğal üyeleri arasında biyojenetik aminlerin kendileri ve metillenme türevleri ile betainler de yer alır PSÖDOALKALOİDLER Azotlu bazik bileşikler olan alkaloid benzeri maddeler arasında yer alanlar mono-, di- ve tri-terpenler veya steroller, asetattan türeyen alifatik poliketo asitler gibi bileşiklerdir Bu gruplara sokulmuş olan maddeleri pratik kullanıma uygunluğu, pratikteki yararları açısından değil de biyojenetik durumları ve biyosentez mekanizmaları açısından ele aldığımızda gerçek alkaloidler ile diğer gruplar arasındaki gerçek biyolojik farkları görebiliriz KİMYASAL ve KEMOTAKSONOMİK GRUPLANDIRMA Alkaloidlerin çeşitliliği ve geniş dağılımları nedeniyle zaman içinde gelişerek oturan bu sistemsiz gruplandırma ile tanımlanır olmuşlardır BENZODİYAZEPİNLER Özellikle Penicillium türlerinde bulunan siklopenin, siklopenol gibi fenilalanin iskeletine sahip 2 veya 3 halkalı bileşiklerdir Siklik di- ve tri-peptidler de oluştururlar, penisilinler di-, sefalosporinler açılmış halkalı tripeptidlerdir b - LAKTAMLAR Klinik antibiyotikler olan penisilin ve sefalosporin grupları aynı L – val, - ser, - a - aminoadipik asit tripeptidinden sentezlenir Bu tripeptid izopenisilin N sentetaz enzimince izopenisilin N antibiyotiğine döniştirilir ve bu enzimin geninin Cephalosporium acremonium ile Penicillum chrysogenum’ da izole edilerek %74 oranındaki homologluğu gösterilmiştir “ERGOT” ALKALOİDLERİ Arpa gibi otsuların paraziti Claviceps purpurea gibi bazı parazit fungusların hiflerinde elimoklavin gibi triptofan iskeleti olan ve 4 – 5 halkalı alkler bulunmuştur Öncü maddeleri triptofandır PİPERİDİN ve PİROLİDİN ALKALOİDLERİ Piperidinler lizinden gelen nikotinik asit halkasına sahip olup birbirine kuvvetle bağlı çift nikotinik halkalı anatabin veya 2 Halkanın açıldığı piperidin, koniin, metilpelletierin, anabazin, sedamin ve pinidin bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmalarda yaygın olan pipekolik asit gibi alklerdir Rhizoctonia leguminicola fungusunca sentezlenen slaframin adı verilen toksini pipekolik asittir ve lizinden sentezlenir Bacillus megaterium ise benzer yapılı dipikinolik asit sentezler Yosunlarda görülen ve çok halkalı tipleri de olan, karmaşık yapılı likopodin, adenokarpin gibi üyeleri olan çok sayıda ve tipte alk içeren bir gruptur Pirolidinler ornitin iskeleti içerirler ve putresin gibi tek veya higrin gibi açılmış çift halkalı alkler yanında kuskohigrin gibi uzun bir köprü ile birleşen çift halkalı, nikotinin de dahil olduğu geniş bir gruptur Tropin gibi oksijene olmuş tropan grubu alkler de bu sınıfa girerler Tropan grubunun iyi bilinen bir üyesi kokain olup, birçok kuvvetli uyuşturucuyu içerir İZOKİNOLİN GRUBU ALKALOİDLER Fenilamin grubu dopamin ve hordein gibi farmasötik üyeleri bol olan bir alt grubudur Tirozin iskeleti içeren ve büyük çoğunluğu kapalı veya biri açılmış çift halkalı olan bileşiklerdir Benzil Benzilizokinolin grubu ise 3 kapalı ve 1 açık halkalı daha karmaşık ve papaverin gibi bilinen üyeleri olan gruptur Aporfinler oksidativ fenolik birleşme ürünü olan, tirozin iskeleti taşıyan 4 veya bazıları 5 halkalı benzilkinolin bileşikleridir Erythrina alkaloidleri de tirozin iskeletine sahip olan 5 halkalı bileşiklerdir Morfin ve kodein de bu gruptandır Protoberberin alkleri benzilizokinolin iskeletine bir C daha eklenmesi ile oluşan biri açık veya kapalı olan 3 halkalı bileşikler veya berberinin de dahil olduğu daha karmaşık 5 halkalı bileşiklerden oluşan çok üyeli bir gruptur Fenetilizokinolin alkleri tirozin iskeletine sahip tropolon halkasının yapısının farklı oluşu ile ayrılan ve fenialanin iskeletinin olduğu bir gruptur Biri açık veya kapalı 3 – 4 halkalı bileşiklerdir