TERPENLER: ÖZELLIKLER, YAPI, IŞLEV, SINIFLANDIRMA - BIYOLOJI - 2025

Oluşan terpenler veya izoprenoid bileşikleri, yalnızca 5 karbon atomlu hidrokarbon yapılı olan organik tekrarlayan izopren molekülleri birimleridir. Yani farklı uzunluklarda izopren polimerlerdir.

Başlangıçta "terpen" kelimesi, özellikle tek bir izopren biriminden türetilen doğal organik bileşiklere atıfta bulunmak için kullanıldı, ancak bugün "terpen" ve "izoprenoid" terimleri, bir veya daha fazla maddeye atıfta bulunmak için çok sık olarak birbirinin yerine kullanılmaktadır. izopren birimleri.

Bir izopren biriminin yapısı (Kaynak: Edgar181, Wikimedia Commons aracılığıyla)

"Terpen" terimi, belirli kozalaklı ağaç türlerinin reçinesinden türetilen bir bileşik olan terebentini tanımlamak için kullanılan Latince kelimelerden türetilen İngilizce "terebentin" kelimesinden gelmektedir.

Terebentin, ilk olarak "terpenler" olarak ortaya çıkan bazı hidrokarbon bileşikleri içerir, bu nedenle geleneksel olarak izopren birimlerinden yapılan ve bitkilerden türetilen tüm doğal bileşikler terpenler olarak adlandırılır.

Bu moleküller, bir öncü molekül olarak asetil koenzim A'dan sentezlenir. Başlangıçta, bu moleküllerden ikisinin yoğunlaşması meydana gelir ve asetoasetil-CoA oluşturur, bu daha sonra başka bir asetil-CoA ile β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA oluşturur.

Su varlığında ve NADPH'ye bağlı olarak önceki bileşiğin enzimatik indirgenmesi, fosforilasyonu mevalonik asidin difosfat formunu veren mevalonik asit üretir. İkinci bileşik dekarboksilatlanır ve aktive edilmiş bir izopren birimi olan izopentenil pirofosfat (IPP) verecek şekilde dehidre edilir.

IPP'nin izomerizasyonu, bunun bazı ardışık kimyasal modifikasyonları ve diğer IPP birimleriyle yoğunlaşma bilinen farklı terpenleri üretir. A, E ve K vitamini, beta-karoten ve skualen yan zincirleri, bilinen terpen örnekleridir.

Terpenlerin özellikleri

- Terpenler genellikle uçucu aromatik bileşiklerdir.

- Tüm canlı organizmalarda bulunan doymamış hidrokarbon molekülleridir (bazı karbon atomları arasında çift bağları vardır), ancak özellikle birçok sebzenin uçucu yağlarında bol miktarda bulunurlar.

- Oksijen atomlarına sahip olan terpenler "terpenoidler" olarak bilinir. Bu bileşikler, canlı organizmalarda farklı işlevler yerine getirir ve şaşırtıcı derecede çeşitlidir.

- Sadece bitki türleri tarafından üretilmezler, aynı zamanda eşit derecede önemli işlevleri yerine getirdikleri birçok hayvanda da bol miktarda bulunurlar.

yapı

30.000'den fazla terpen türü bilinmektedir veya en azından literatürde belirtilenlerin yaklaşık sayısı budur.

Temel yapısı, 5 karbon atomlu moleküller olan ve genellikle izopren birimleri olarak bilinen 2-metilbütan kalıntılarından oluşan genel bir ilkeyi izler; bu yüzden "izoprenoidler" olarak da bilinirler.

Terpenler genellikle doğada hidrokarbonlar, alkoller ve bunların glikozitleri, eterleri, aldehitleri, ketonları, karboksilik asitleri ve esterleri olarak bulunur.

2-metilbütan kalıntılarının sayısına bağlı olarak aşağıdakiler ayırt edilir:

- Hemiterpenler (C5)

- Monoterpenler (C10)

- Seskiterpenler (C15)

- Diterpenler (C20)

- Sesterpenler (C25)

- Triterpenler (C30)

- Tetraterpenler (C40)

- Politerpenler (C5) n, 8'den fazla birim ile

Her izopren biriminin izopropil kısmı "kafa" olarak bilinir ve etil kısmı "kuyruk" olarak bilinir. Mono-, sesqui-, di- ve sesterpenlerde, izopren birimleri bir baş-kuyruk sekansıyla birbirine bağlanır, ancak tri- ve tetraterpenler merkezde bir kuyruk-kuyruk bağlantısına sahiptir.

Yapısal "blokları" 5 karbon atomlu izoprenlerden oluştuğu için, terpenlerin mantıksal olarak her zaman 5'in katı olan bir dizi karbon atomuna sahip olduğuna dikkat etmek de önemlidir.

fonksiyon

Aktif bileşikler olarak

- Terpenler, belirli kozalaklı ağaçların ve turunçgillerin, kişniş ve lavanta, okaliptüs, limon otu, zambak, biber ve bazı çiçeklerin kokusu, tadı ve belirli farmakolojik aktivitelerinden sorumlu maddelerdir. , çok çeşitli bitkilerin yaprakları ve kökleri.

- Bu maddeler bitkiler tarafından böcekleri veya avcıları uzaklaştırmak ve ayrıca tohumlarının tozlayıcılarını ve dağıtıcılarını çekmek için kullanılırlar, çünkü bunlar genellikle belirli aromalar yayan uçucu bileşiklerdir (daha az uçucu olanlar acı veya toksik tatlar verme eğilimindedir).

- Bitki büyümesinin sinyalizasyonu ve düzenlenmesi açısından da faydalı bileşiklerdir.

Endüstride ve biyotıpta

- Terpenler, mentol, turunçgiller ve birçok baharat gibi doğal bileşiklerin kullanıldığı parfümlerin hazırlanmasında ve üretiminde kullanılmaktadır.

- Ayrıca, geleneksel olarak bireylerin ruh halini iyileştirmek için kullanılan ve ayrıca bazı böceklere karşı kovucu bir etkiye sahip olan doğal kökenli aromaterapi sistemlerinin üretimi için de yararlıdırlar.

- Tıbbi olarak, örneğin okaliptüs yağından türetilen terpenler, mukus salgılanması için uyarıcı özelliklere sahiptir, bu nedenle balgam söktürücü maddelerin formülasyonunda yaygın olarak kullanılırlar.

Metolun farklı biçimlerinin yapısı (Kaynak: H Padleckas, Wikimedia Commons aracılığıyla)

- Birçok terpenin idrar söktürücü özelliği vardır ve gastrointestinal spazmların hafifletilmesine yardımcı olur.

- Ağrı ve ürtikeri azaltmak ve mikrobiyal enfeksiyonları, özellikle maya ve mantarlar gibi antibiyotiğe dirençli mikroorganizmaları azaltmak için losyonlara ve kremlere de dahil edilirler.

- Şifalı bitkilerin infüzyonlarında tüketilen terpenler, şişkinlik ve hazımsızlığı gidermeye yardımcı olabilir. Ayrıca bu maddeler birçok pestisit ürününde de yer almaktadır.

sınıflandırma

Terpenler, daha önce bahsedildiği gibi kendilerini oluşturan izopren birimlerinin sayısına göre sınıflandırılır: hemiterpenler (C5); monoterpenler (C10); seskiterpenler (C15); diterpenler (C20); sesterpenler (C25); triterpenler (C30); tetraterpenler (C40); politerpentler (C5) n, 8'den fazla birim.

Hemiterpenler

Tek bir izopren birimden oluşan terpenler olan yaklaşık 50 tip hemiterpen bilinmektedir. 3-metil-2-buten-1-ol (prenol) iyi bilinir ve Cananga odorata ağacının çiçeklerinden ve şerbetçiotundan (Humulus lupulus) ekstrakte edilen yağda bulunur.

monoterpenler

Monoterpenler, 2 izopren birimden oluşan terpenlerdir. Döngüsel olmayan ve döngüsel olanlar vardır ve toplamda yaklaşık 1.500 belgelenmiş kimyasal tür vardır.

Bir monoterpen olan limonenin kimyasal yapısı (Kaynak: Leyo, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Çoğu asiklik monoterpenler 2,6-dimetiloktandan türetilir ve izopren birimleri "baştan sona" bağlanmıştır. Bu bileşiklerin bazıları sardunyaların (Pelargonium sp.) Çiçek dokularını zenginleştirir ve bazı kuşların tüylerini kaplayan balmumu içindedir.

Monosiklik monoterpenler, yapılarında siklik bir kısma sahip olanlardır ve en yaygın olanları, siklopropan, siklobütan ve sikloheksan halkalarına sahip olanlardır. Ayrıca iki halkaya sahip bisiklik monoterpenler de vardır.

sesquiterpenler

Seskiterpenler, 3 izopren birimden oluşan terpenlerdir, bu nedenle 15 karbon atomuna sahiptirler.

Farnesealılar (elma, armut ve diğer meyvelerin tadından sorumludurlar), Almanlar ve Elemanlar, Humulanlar, Eudesmans ve Furanoeudesmans, Eremofilanes, Furanoeremophilanes ve Valerans, Cardinans, Drimans, the guainanos ve cicloguainanos, diğerleri arasında.

diterpenler

Diterpenler 4 izopren birimine (C20) sahiptir ve aynı zamanda fıtanlar, siklofitler, labdanlar, pimaranlar ve izopimaranlar, beyerler, atizanlar, giberelanlar, cembranlar gibi oldukça çeşitli bir terpen grubudur. vb.

Sesterpenler

5 izopren birimden oluşurlar ve döngüsel veya asiklik olabilirler. Bu bileşikler, "yüksek" bitkilerde nadiren ortaya çıkar ve bazı deniz süngerleri ve diğer deniz hayvanlarında bildirilmiştir.

triterpenler

6 izopren biriminden (C30) oluşan triterpenler, brassinosteroidlerin, fitoaleksinlerin, bazı toksinlerin ve bazı koruyucu mumların bir parçası oldukları için bazı bitkilerin karakteristik molekülleridir.

Bunların çoğu, kuyruktan kuyruğa bağlı iki farnesen birimi ile çoğu skualenden türetilen doğrusal bileşiklerdir; Ayrıca döngüsel triterpenler de vardır.

tetraterpenler

Tetraterpenler 7 izopren birimden oluşur, bu nedenle 35 karbon atomuna sahiptirler. Bu grupta doğada en bol bulunan karotenoidler bulunur.

Karotenoidler, 11 ila 12 arasında konjuge çift bağa sahip β-karoten bozunmasının tüm yapısal varyantları veya türevleridir. Karotenoidler, yüksek bitkilerin yapraklarında, gövdelerinde ve köklerinde bulunur ve bütün bir bitkinin kuru ağırlığının% 0.1'ini oluşturur.

B-karotenin yapısı, bir tetraterpen (Kaynak: NEUROtiker / Public domain, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Yapraklarda fotosentez için "renk filtreleri" görevi görürler ve klorofilden (yeşil) daha yavaş bozundukları için sonbaharda bazı ağaçların yapraklarının sarımsı ve kırmızımsı renklenmelerinden sorumludurlar.

Bitkilerde antosiyaninler ve flavonoidler ile aynı sayıda fonksiyona sahip olmamakla birlikte, karotenoidler birçok sebzenin çiçek ve meyvelerinin renklenmesine katkıda bulunur.

politerpenler

Bunlar, 8'den fazla izopren biriminin izoprenoidleridir. Hevea brasiliensis lateksinin pıhtılaşmasından elde edilen "doğal kauçuk" esas olarak cis-poliizoprenoidlerden oluşur.

14-20 izopren birim içeren dolikoller, sinir hücrelerinin lipid zarlarında ve bazı endokrin bezlerinde fosforik asit esterleri olarak bulunur. Glikolipidlerin ve glikoproteinlerin sentezi için oligosakkaritlerin transferinde işlev görürler.

Örneklerof terpen

- Triene

Fesleğen, defne yaprağı ve acı portakalın yapraklarından elde edilen yağ, aralarında β-mirsen ve β-okimin konformasyonel izomerlerinin öne çıktığı "trien" olarak bilinen asiklik monoterpenoidler bakımından zengindir.

Bir monoterpen olan mersin kimyasal yapısı (Kaynak: Jan Herold, Leyo / Public domain, Wikimedia Commons aracılığıyla)

- Limonen

Narenciye kabuğunda ve ağaçlarının yapraklarında ve nane, ardıç, marihuana, biberiye ve çam gibi bitkilerde bulunan bir monoterpen olan limonen, farmasötiklerde, kozmetolojide endüstriyel olarak istismar edilmektedir. biyoteknoloji ve gıda endüstrisinde.

Antidepresan, anksiyolitik, antibakteriyel ve immün sistemi uyarıcı özelliklere sahiptir, bu da onu birçok açıdan çekici kılar.

- Karotenoidler

Karotenoidler, birçok bitki, mantar ve bakteri türünde doğal pigmentler olarak işlev gören terpenlerdir. Hayvanlarda A vitamini sentezi için gereklidirler ve insan vücudu ve diğer memelilerin vücudu onları sentezleyemediği için yiyeceklerle birlikte tüketilmelidirler.

Referanslar

1. Bouvier, F., Rahier, A. ve Camara, B. (2005). Bitki izoprenoidlerinin biyogenezi, moleküler düzenlenmesi ve işlevi. Lipid araştırmalarında ilerleme, 44 (6), 357-429.
2. Breitmaier, E. (2006). Terpenler: tatlar, kokular, eczacılar, feromonlar. John Wiley & Sons.
3. Holstein, SA ve Hohl, RJ (2004). İzoprenoidler: dikkat çekici biçim ve işlev çeşitliliği. Lipidler, 39 (4), 293-309.
4. Kandi, S., Godishala, V., Rao, P. ve Ramana, KV (2015). Terpenlerin biyomedikal önemi: bir fikir. Biyotıp, 3 (1), 8-10.
5. Tetali, SD (2019). Terpenler ve izoprenoidler: küresel kullanım için zengin bir bileşik. Bitki, 249 (1), 1-8.