clase de metabolitos secundarios y ruta de acido shikimico
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7/23/2019 Clase de Metabolitos Secundarios y Ruta de Acido Shikimico
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rea de Farmacognosia y Farmacobotnica
Mg. Q.F. MARILU ROXANA SOTO VASQUEZ
Docente de la ctedra de FarmacognosiaE-mail: [email protected]
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METABOLITOS SECUNDARIOS Y RUTA DEL ACIDO
SHIKIMICO
GENERALIDADES
METABOLISMO EN LAS PLANTAS
METABOLITO PRIMARIO
METABOLITO SECUNDARIO
RUTAS BIOSINTTICAS
RUTA DEL CIDO SHIKIMICO
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ESTAS FUNCIONES SONFUNDAMENTALES PARA QUE ESTOS
ORGANISMO SE MANTENGAN CON VIDA
REALIZAN FUNCIONESFISIOLGICAS EN LA QUE
ESTN IMPLICADAS RUTASMETABLICAS :
RESPIRACIN YSNTESIS DE PROTENAS
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LAS PLANTAS, ALGAS Y ALGUNAS BACTERIAS(CIANOBACTERIAS FOTOSINTTICAS) REALIZAN UNA
FUNCIN FUNDAMENTAL : FOTOSNTESIS
CIANOBACTERIASFOTOSINTTICAS
QUE ES LA BASE Y SUSTENTO DE NO SLOLA VIDA PROPIA DE ESOS ORGANISMOS,
SINO DE TODA LA VIDA EN LA TIERRA.
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El metabolismo es el conjunto dereacciones qumicas que realizan las
clulas de los seres vivos parasintetizar sustancias complejas apartir de otras ms simples, o paradegradar las complejas y obtener las
simples.
Las plantas, organismos auttrofos,adems del metabolismo primariopresente en todos los seres vivos,
poseen un metabolismo secundarioque les permite producir yacumular compuestos denaturaleza qumica diversa
METABOLISMO VEGETAL
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Se llama metabolismo primariode las plantas a los procesos
qumicos que intervienen enforma directa en la supervivencia,crecimiento y reproduccin de lasplantas.
Son procesos qumicospertenecientes al metabolismoprimario de las plantas: la fotosntesis
la respiracin el transporte de solutos la translocacin la sntesis de protenas la asimilacin de nutrientes
METABOLISMO PRIMARIO
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Son los productos del
metabolismo primario, talescomo: carbohidratos, protenas,lpidos y cidos nuclecos.
Son los mas abundantes y sedenominan as por constituir labase fundamental y comn delos procesos vitales.
Se encuentran sin excepcin entodo organismo viviente.
METABOLITOS PRIMARIOS
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MasmoSu
o
De
finiciones
Conjunto de procesos mediante los cuales se generansustancias que no forman parte del metabolismo primario
(fotosntesis, respiracin, transporte de solutos,translocacin, asimilacin de nutrientes y diferenciacincelular; entre otros), poseen caractersticas muy variadas,as como una extrema complejidad qumica.
METABOLISMO SECUNDARIO
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MatoSu
o
De
finiciones
Metabolito Secundario
Los metabolitos secundarios de las plantas son
compuestos qumicos sintetizados por las plantas queson productos del metabolismo secundario y quecumplen funciones no esenciales en ellas, de formaque su ausencia no es fatal para la planta, ya que no
intervienen en el metabolismo primario de las plantas.
Aceite esencial(manzanilla)
Alcaloide
(Chavelita)
Ua de gato
(alcaloides oxindoles)
http://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantashttp://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo_primario_de_las_plantas -
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MatoSu
o
De
finiciones
Metabolito Secundario
Fam. Solanaceae(alcaloides)
Fam. Lamiaceae( aceites esenciales )
Se sintetizan en pequeas cantidades y no de
forma generalizada, estando a menudo suproduccin restringida a un determinado gnero deplantas, a una familia, o incluso a algunas especies.restringida en el Reino de las plantas.
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Metabolito SecundarioSe agrupan en cuatro clases principales.
Terpenos. Entre los que se encuentranhormonas, pigmentos o aceites esenciales.
Compuestos fenlicos. Cumarinas,flavonoides, lignina y taninos.
Glicsidos. Saponinas, glicsidos cardiacos,glicsidos cianognicos y glucosinolatos.
Alcaloides.
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FUNCIN
Metabolito Secundario
Proteccin contra el ataque de herbvoros ypatgenos ( Taninos)Atrayentes de los animales para la polinizacin(flavonoides y antociansidos) y la dispersin del
fruto y de la semilla
agente polinizador visual que atrae a losinsectos.Forsythia intermedia
RUTINA
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Clarkia breweri
LINALOL
agente polinizador olfativo que atrae a los insectos.
Proteccin contra plagas (Aceites esenciales, alcaloides txicos,flavonoides)
Derris elliptica
ROTENONA
(flavonoide)Insecticida natural
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Proteccin de la radiacin solar (Flavonoides)
Inhiben la existencia de especies competitivas as asegurando su nicho ecolgico
(alelopatca)
+tomate nogal
Radio (16m.) = morianJuglona = Hidroxinaftoquinona
Soluble en agua causante del colorpardo de las nueces la que
provocaba esta citotoxicidad
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LAS PLANTAS COMO FUENTE DE METABOLITOS SECUNDARIOS DEINTERS COMERCIAL
Potencial:
- 75% de las nuevas estructuras qumicasdescubiertas provienen de las plantas.- Slo se tiene buen conocimiento de5.000 de las 250.000-300.000
especies vegetales que se creen existentesen el planeta.- 25% de los medicamentos de lasindustrias farmacuticas son de origen
vegetal.- 80 % de la poblacin mundial utiliza lamedicina tradicional que consisteprincipalmente en el uso de extractos
provenientes de plantas.
Podophyllum peltatum L
Contiene 20% de podofilina.
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ALGUNAS DE LAS MEDICINAS MS IMPORTANTES O SUS PRECURSORES DERIVADOSDE PLANTAS Y SUS VENTAS
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El trmino biosntesis se refiere a la formacin de molculascomplejas a partir de molculas sencillas, esto implica la
formacin de enlaces carbono-carbono y de otros tipos, a travsde reacciones catalizadas por enzimas.
BIOSINTESIS DE METABOLITOS SECUNDARIOS
Clases de enzimas y su actividad cataltica
BIOSINTESIS DE
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Ruta
Metileritritol
fosfato
(cloroplastos)
Ruta
Ac. mevalnico
Ruta
Ac. malnico
Ruta
Ac. shikimico
BIOSINTESIS DEMETABOLITOS SECUNDARIOS
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RUTA DEL CIDO
SHIKIMICO
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ANTECEDENTES HISTRICOS
CIDOSHIKMICO
AISLADO
(1885)
Illicium anisatum PARECIDO AL ANISESTRELLA
SHIKIMI-NO-KI EN JAPONS
(Fam. Illiciaceae)
El cido Shikmico es reconocido como el compuesto punto de partida paraun vasto nmero de sustancias naturales y es un metabolito universal delas plantas superiores y de muchas clases de organismos no mamferos.
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CEPA MUTANTEE. coli
Incapaces de biosintetizaraminocidos aromticos
(Phe, Tyr, Trp)
BIOSINTETIZA
AMINOCIDOS
CIDOSHIKMICO
+
PRECURSOR BIOGENTICODE AMINOCIDOS
ESTA DIFUNDIDO ENTODAS LAS ESPECIESVEGETALES,MICROORGANISMOS,AUSENTE ENANIMALES.
D l id hik i bti h i t i l lt i i
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Del cido shikmico se obtiene por hemisntesis el oseltamivir, unmedicamento antiviral selectivo contra el virus de la influenza. Lo producela casa Roche bajo la marca Tamiflu.El oseltamivir es una prodroga, que se transforma en un compuesto activo
en el organismo disminuyendo los sntomas de pacientes con la gripeadquirida recientemente y reduce la incidencia de los sntomas propios deuna gripe confirmada, como las infecciones bacterianas: bronquitis,sinusitis y neumona.La actividad antiviral de oseltamivir se ha confirmado en los estudios de
provocacin experimental en voluntarios sanos.
cido shikmico oselltamivir
hemisntesis
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La formacin del cido shikmico ocurre a partir de precursores de 3 y 4 tomos decarbono como son el cido fosfoenolpirvico (PEP) y la eritrosa 4-fosfato (E4P) poruna condensacin de tipo aldlica, produciendo un compuesto C7 a travs de unaserie de etapas que se resumen en la Figura
Biosntesis del cido shikmico
A partir de l se forman los aminocidos y desde ellos los otros compuestos
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A partir de l se forman los aminocidos y desde ellos los otros compuestosaromticos ms complejos (fenilpropanoides, flavonoides, alcaloides)
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Triptfano4. ALCALOIDES DE ORIGEN DIVERSOimidazlicos y bases xnticasterpnicos y esterodicospseudoesterodicos
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Se llaman alcaloides (de lcali, alcalinos, y -oide, parecido a, en formade) a aquellos metabolitos secundarios de las plantas sintetizados,generalmente, a partir de aminocidos. Los alcaloides verdaderosderivan de un aminocido, son por lo tanto nitrogenados.
Son bsicos (excepto colchicina), y poseen accin fisiolgica intensa enlos animales aun a bajas dosis con efectos psicoactivos, por lo que sonmuy usados en medicina para tratar problemas de la mente y calmar eldolor. Ejemplos conocidos son la cocana, la morfina, la atropina,
la colchicina, la quinina, cafena y la estrictina.
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EJEMPLOS DE ALCALOIDES PRODUCIDOS EN VEGETALES
ALCALOIDE PLANTA USOS
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ALCALOIDE PLANTA USOS
Ajmalina Rauwolfia serpentina Antiarrtmico
Atropina Hyoscyamus niger anticolinrgico
Cafena Coffea arabiga Estimulante del sistema nervioso central
Campotecina Camptoteca acuminata Agente anticancergeno
Cocana Erytroxilon coca Anestsico local
Codena Papaver somniferum Analgsico, antitusivo
Conina Conium maculatum Parlisis del Sistema Nervioso
Emetina Uragoga ipecacuanha Emtico
Morfina Papaver somniferum Analgsico, narctico
Nicotina Nicotiana tabacum Txico, insecticida
Pilocarpina Pilocarpus jaborandi Estimulante del sistema parasimptico
Quinina Cinchona officinalis Tratamiento de malaria
Sanguinaria Escholzia californica Antibacteriano (dentfricos)
Escopolamina Hyoscyamus niger Narctico, sedante
Estricnina Strychnos nux-vomica veneno
Vinblastina Cantharantus roseus Antineoplsico
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Ruta del cidoShikmico
Eritrosa 4-fosfato(de la ruta de las
pentosas fosfatos )
cido fosfoenolpirvico(de la gliclisis)
Fenilalanina
cido cinmico
Ruta dePoliacetatos
QuinonasFlavonoides
Acetil coA
Fenoles simplescidos FenlicosCumarinasLignanosTaninos
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FENOLES SIMPLESC6
En este grupo se incluyen compuestos poco abundantes en la naturaleza y de escaso valoteraputico a excepcin de la hidroquinona, que en forma de glucsido se localiza en algunaplantas medicinales pertenecientes a las familias Ericaceae y Rosaceae. De todas ellas, lams empleadas por su poder antisptico de vas urinarias son la gayuba y algunos tipos dbrezo. Se clasifican a su vez en:
MONOFENOLES
FENOL
DIFENOLES
Catecol
Hidroquinona
Resorcinol
TRIFENOLES
Pirogalol
Hidroxi-Hidroquinona
Florogucinol
Uva ursi o gayuba Brezo
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CIDOS FENOLICOS
Los cidos fenlicos que tienen inters teraputico son derivados del cido benzoico o del cidocinmico (cafeco, ferlico,p-cumrico). Entre las plantas medicinales que poseen cidos fenlicos
vamos a destacar la alcachofa con actividad colertica, el ortosifn con actividad diurtica y laequincea empleada por sus propiedades inmunoestimulantes. Igualmente incluimos en estecaptulo, plantas medicinales, reina de los prados y sauce, que poseen derivados del cidosaliclico con actividad antiinflamatoria, analgsica y antipirtica.
A. BENZOICO
DiHidrolizados
A. FENIL ACETICOS
MonoHidrolizados
A. CINAMICOS
TriHidrolizados
Alcachofa Ortosifn
C6 -C1
Equincea sauce
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CUMARINAS
Como grupo, su inters farmacolgico no es muy grande, sin embargo debemosmencionar sus efectos sobre el sistema vascular tanto en territorio arterial como venoso
y su utilidad en el tratamiento de algunas alteraciones de la piel como por ejemplo lapsoriasis debido a sus propiedades fotosensibilizantes. Ejemplo de este tipo deprincipios activos es la visnadina, piranocumarina con efectos vasodilatadores presenteen elAmni visnaga.Tambin antimicrobianos y anticoagulantes
CUMARINASISOCUMARINAS
Amni Visnaga
C6 -C3
La propiedad fsica mas importante de estos compuestos es
la fluorescencia generada con la luz ultravioleta (365 nm),propiedad ampliamente usada para su deteccin.
Coriandrum sativum
(culantro)
QUINONAS
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QUINONAS
Las quinonas son muy abundantes en la naturaleza, en el Reino Vegetal se encuentran tanto envegetales superiores como en hongos y bacterias. Las plantas que contienen estos compuestosson especies vegetales que pueden comportarse como laxantes o como purgantes segn las dosisadministradas. Las antraquinonas se encuentra en forma natural en algunas plantas (Espino
Cerval y el gnero loe), hongos, liquenes Los derivados naturales de la antraquinona songlucsidos con accin laxante y purgante sumamente potente. En la teraputica farmacolgica, laantraquinona pertenece a la categora de catrticos y se usan en la terapia contra el estreimiento,Se encuentran en las hojas, vainas, races y semillas de diversas plantas como el sen, el ruibarboy la frngula. Dependiendo del grado de complejidad de su estructura qumica pueden clasificarseen:
ANTRAQUINONASBENZOQUINONAS NAFTOQUINONAS
Drosera
Sen
Rubibarbo
Frngula Aloe
TANINOS
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TANINOS
Los taninos son compuestos polifenlicos, mas o menos complejos, de origen vegetal, masamolecular relativamente elevada, sabor astringente, conocidos y empleados desde hace muchossiglos por su propiedad de ser capaces de convertir la piel en cuero, es decir de curtir las pieles.De las actividades farmacolgicas de los taninos podemos destacar sus propiedades astringentes,
tanto por va interna como tpica. Entre las plantas encontramos Rosaceae, que se emplean enforma de infusiones o gargarismos por su poder astringente. Los frutos de taya (Caesalpiniaspinosa) son antibacterianos. Las hojas de zarzamora (Rubus fruticosus L.) como antidiarreico ligeroo las hojas de frambueso (Rubus idaeus L.) utilizadas tradicionalmente en el tratamiento de unaamplia variedad de trastornos femeninos
HIDROLIZABLES OGALICOS
CONDENSADOS OPROANTOCIANIDINAS
Zarzamora
Hojas de FrambuesoRosaceaetara
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Estn formados por dos unidades de
fenilpropano, C6 C3 unidades porenlaces entre las posiciones y .Se encuentran ampliamente distribuidasen la naturaleza.
RESINA DE PODOFILOPolvo pardo amarillento desabor amargo e irritante de
las mucosas.Contiene: Podofilotoxina (20%)
Tratamiento de condilomasexternos : (disolucin
alcoholica al 0.5%)Derivados hemisintticos:etopsido (quimioterapia)Cncer de mam,testculo,tumor cerebral.
EMPLEOS DE LA PODOFILOTOXINA
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Koeh-246.jpg -
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EMPLEOS DE LA PODOFILOTOXINA
Tratamiento de condilomas externos : (disolucinalcoholica al 0.5%)-Mtodo alternativo a la crioterapia o mtodosquirrgicos.-Contraindicado en embarazadas y lactantes
OBTENCION DE DERIVADOS HEMISINTETICOS
ETOPSIDO: incluido enprotocolos de quimioterapia:carcinoma de testculocnceres bronquialescoriocarcinoma placentariorecidivas de cncer de mama
linfoma de Hodkin y otrosleucemias agudas.Vas de administracin:Inyectables y cpsulasEfectos adversos. granulopenia y
trombopenia
TENIPSIDO
Se administra solo porperfusin endovenosa (aceitede ricino) Indicado en:-Enf. De Hodkin-Tumores cerebrales y de
vejiga-Mama, ovario (muyexpandidos)*Toxicidad hematolgica (ytisular)
FOSFATO
DEETOPSIDO(profrmaco:liofilizadohidrosoluble)
FLAVONOIDES
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Son molculas que tienen dosanillos bencnicos ( aromticos)
unidos a travs de una cadena detres tomos de carbono, puestoque cada anillo bencnico tiene 6tomos de carbono, los autores los
denominan simplemente comocompuestos C6C3C6.
FLAMILIAS CONFLAVONOIDESFam. AstaraceaeFam. RutaceaeFam. UmbelliferaeFam. PolugonaceaeFam. LamiaceaeFam. Leguminosae
Fam. Polugonaceae
FLAVONOIDES
DEFINICINFLAVONOIDES
http://images.google.com/imgres?imgurl=www.fotohobby.com.ar/images/fotos/flores.jpg&imgrefurl=http://www.fotohobby.com.ar/toma2.htm&h=382&w=583&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.coloredhome.com/paisajes_pirineo/aguas_limpias/aguas_limpias_1642.JPG&imgrefurl=http://www.coloredhome.com/paisajes_pirineo/aguas_limpias/aguas_limpias_0002.htm&h=768&w=1024&prev=/images?q=fotos+de+flores+azules&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.vistazoalaprensa.com/postales/images/rojas.gif&imgrefurl=http://www.vistazoalaprensa.com/postales/index.asp?Tema=Flores&h=250&w=250&prev=/images?q=fotos+de+flores+rojas&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.venezuelatuya.com/andes/trujilloamerida/flores.jpg&imgrefurl=http://www.venezuelatuya.com/andes/rutadelasnieves.htm&h=187&w=250&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8&sa=N -
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Flavonoide (del latn flavus,"amarillo") es el trmino genrico
con que se identifica a unaserie de metabolitos
secundarios de las plantas.
Tambin conocidos comobioflavonoides, son complejosmultifenlicos por lo que se lesdenomina polifenoles.
DEFINICIN
Los flavonoides se encuentran tanto enestado libre como glicosidado,constituyen el grupo ms amplio de losfenoles naturales
FLAVONOIDES
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va biosinttica
de los flavonoides
http://images.google.com/imgres?imgurl=www.venezuelatuya.com/andes/trujilloamerida/flores.jpg&imgrefurl=http://www.venezuelatuya.com/andes/rutadelasnieves.htm&h=187&w=250&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8&sa=N -
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Son molculas que tienen dosanillos bencnicos ( aromticos)unidos a travs de una cadena de
tres tomos de carbono, puestoque cada anillo bencnico tiene 6tomos de carbono, los autoreslos denominan simplementecomo compuestos C6C3C6.
FLAMILIAS CONFLAVONOIDESFam. Astaraceae
Fam. RutaceaeFam. UmbelliferaeFam. PolugonaceaeFam. LamiaceaeFam. Leguminosae
OS O O S
http://images.google.com/imgres?imgurl=www.fotohobby.com.ar/images/fotos/flores.jpg&imgrefurl=http://www.fotohobby.com.ar/toma2.htm&h=382&w=583&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.coloredhome.com/paisajes_pirineo/aguas_limpias/aguas_limpias_1642.JPG&imgrefurl=http://www.coloredhome.com/paisajes_pirineo/aguas_limpias/aguas_limpias_0002.htm&h=768&w=1024&prev=/images?q=fotos+de+flores+azules&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.vistazoalaprensa.com/postales/images/rojas.gif&imgrefurl=http://www.vistazoalaprensa.com/postales/index.asp?Tema=Flores&h=250&w=250&prev=/images?q=fotos+de+flores+rojas&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.venezuelatuya.com/andes/trujilloamerida/flores.jpg&imgrefurl=http://www.venezuelatuya.com/andes/rutadelasnieves.htm&h=187&w=250&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8&sa=Nhttp://images.google.com/imgres?imgurl=www.venezuelatuya.com/andes/trujilloamerida/flores.jpg&imgrefurl=http://www.venezuelatuya.com/andes/rutadelasnieves.htm&h=187&w=250&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8&sa=N -
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ACTIVIDAD TERAPEUTICA DE LOS FLAVONOIDES
Accin vitamina P (Factor antiescorbtico)Antihemorrgicos
AntiarritmicosProtectores de la pared vascular o capilar (rutina,Vasodilatador(naringenina, eriodictyol y luteolina)Antiinflamatoria (Isoflavanquinonas, biflavonoides)Antioxidante (antirradicales libres)
Antihepatotxicos(flavona, lignanos, derivados de catequinas, biflavonas,flavolignanos)Antibacterianos(Isoflavanos), antivricos y antimicticas (Chalconas,Isoflavonas y flavanonas )Diurticos y antiurmicos
Antiespasmdicos (flavonoles)Antitumoral (algunos flavonoles,flavonas y biflavonas)Anticancergeno(QUERCETINA y la RUTINA )Antialrgica (Isoflavanquinonas)
Antiagregante plaquetario (antociansidos y derivados de flavonas
y flavonoles)
COMPUESTOS RELACIONADOS CON LOS
http://images.google.com/imgres?imgurl=www.nnc.cubaweb.cu/ciencia/flores.jpg&imgrefurl=http://www.nnc.cubaweb.cu/ciencia/ciencia10.htm&h=200&w=145&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.fotohobby.com.ar/images/fotos/flores.jpg&imgrefurl=http://www.fotohobby.com.ar/toma2.htm&h=382&w=583&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.coloredhome.com/paisajes_pirineo/aguas_limpias/aguas_limpias_1642.JPG&imgrefurl=http://www.coloredhome.com/paisajes_pirineo/aguas_limpias/aguas_limpias_0002.htm&h=768&w=1024&prev=/images?q=fotos+de+flores+azules&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.vistazoalaprensa.com/postales/images/rojas.gif&imgrefurl=http://www.vistazoalaprensa.com/postales/index.asp?Tema=Flores&h=250&w=250&prev=/images?q=fotos+de+flores+rojas&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.venezuelatuya.com/andes/trujilloamerida/flores.jpg&imgrefurl=http://www.venezuelatuya.com/andes/rutadelasnieves.htm&h=187&w=250&prev=/images?q=fotos+de+flores&svnum=20&hl=es&lr=&ie=UTF-8&sa=Nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Orange_violet_pansies.jpg -
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ANTOCIANINAS
Compuestos relacionados con los flavonoides
Origen biosinttico: proceden de los flavonoides
Son glicsidos con un azcar en posicin 3. Cuandolas antocianinas carecen de azcar se denominanantocianidinas
FLAVONOIDES
COMPUESTOS RELACIONADOS CON LOS
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ANTOCIANINAS
Pigmentos hidrosolubles responsables de loscolores (rojo, rosa, malva, violeta, prpura, azul ovioleta)Forman hetersidos
Papel primordial en la polinizacin por losinsectosAlto poder colorante y carentes de toxicidad(aditivos alimentarios)
Inters teraputico: campo vascular: fragilidadcapilarovenosa.
FLAVONOIDES
IMPORTANCIA FARMACOLGICA Y EMPLEOS
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IMPORTANCIA FARMACOLGICA Y EMPLEOS
Disminuyen la permeabilidad capilar
Accin antioxidante.
ACCIN ANTIEDEMATOSAInsuficiencia venolinfticaFragilidad capilar
TRASTORNOS VASCULARESPERIFRICOS:-Flebologa-Proctologa-Trastornos vasculares de la retina
INTERS EN LA INDUSTRIA:-Colorante : pigmento natural carente de toxicidad-Materia prima: mosto de uva (abundante y poco coste)-Inconveniente:-inestabilidad en medio acuoso-Insolubilidad en lpidos-Aditivo alimentario UE: E163 (bebidas, confitera, mermeladas)
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Manipulacin gentica
del metabolismosecundario
Una de las principales restricciones es que se conoce
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Una de las principales restricciones es que se conocepoco acerca de la biosntesis de muchos componentes deinters, mientras que en otros casos slo existenconsideraciones tericas sobre sus vas metablicas
Las vas metablicas a nivel de genes, enzimas yproductos slo han sido mapeadas en detalle para losflavonoides y las antocianinas.
Para otras vas, slo se conocen unas pocas enzimas yslo algunos genes han sido clonados
Por otro parte, pocas plantas han sido estudiadas enprofundidad en cuanto a su metabolismo secundario.
Entre ellas, se encuentran N. tabacum (antocianinas,flavonoides, terpenoides, alcaloides), Catharantus roseus(alcaloides, flavonoides) y Cinchona (antraquinonas yalcaloides). Esto constituye una importante limitacin, yaque los metabolitos secundarios son especie especficos
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REQUERIMIENTOS PARA LA MANIPULACIN GENTICA DELMETABOLISMO SECUNDARIOSe requieren conocimientos sobre: Intermediarios y productos finales de lasrutas biosintticas Enzimas que regulan las rutas biosintticas Pasos limitantes, enzimas alostricas, vascompetitivas de la ruta biosinttica principal Compartimentalizacin subcelular de lasrutas biosintticas Clulas o tejidos productores especficos Rol que cumple el metabolito secundario enla planta.
ESTRATEGIAS PARA MODIFICAR EL METABOLISMO
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SECUNDARIO MEDIANTE MANIPULACIN GENTICA
BLANCOS DE LA
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BLANCOS DE LAMANIPULACINGENTICA DELMETABOLISMO
SECUNDARIO
Modificacin de la sntesis de terpenoides- Alteracin de las fragancias y sabores delos alimentos- Produccin y sobrexpresin de vitaminas-Produccin de compuestos farmacolgicos
Modificacin de la sntesis de flavonoides- Produccin de compuestos nutracuticos-Modificacin de la coloracin floral
Modificacin de la sntesis de alcaloides- Aumento y produccin de compuestosfarmacolgicos- Modificacin de la calidad de los alimentos
LEMATO
TERPENOS
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Modificacin
del aceiteesencial deMentha piperita(menta)
Los monoterpenos son los principales componentes del
aceite esencial de la familia de la menta (Lamiaceae),siendo el mentol y la mentona los principalesmonoterpenos (50 y 10- 30%, respectivamente) presentesen el aceite esencial de Mentha piperita
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Modificacin dela composicindel aceiteesencial deMentha piperita(menta)
PROBLEMAS:
SOLUCIN:
ESTRATEGIA:
La falta de luz, sequedad y altas temperaturas favorecen laproduccin y acumulacin de los monoterpenosmentofurano y pulegona en el aceite esencial de menta.
Estos componentes disminuyen el aroma y gusto de lamenta.
Disminuir la acumulacin de metabolitos indeseables
como mentofurano , y maximizar la produccin dementol
Sobreexpresin de la enzima 1-deoxi-xilulosa-5 fosfatoreductoisomerasa (DXR).
Supresin de la expresin de la enzima mentofurano
sintetasa (MFS) por expresin transcriptos antisentido del
gen de MFS.
Desregulacin de la sntesis de monoterpenos para modificar
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la composicin de aceites esenciales de Mentha piperita
BIOSNTESIS DE FLAVONOIDES
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Los flavonoides se clasifican en cinco grupos segn su estructura central (aglicona)
TRANSFORMACION DE Dianthu s caroph yl lus CON LOS GENES
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CLAVELES TRANSGNICOS CON DIFERENTES COLORACIONES DE AZUL COMERCIALIZADOSPOR FLORIGENE
TRANSFORMACION DE Dianthu s caroph yl lusCON LOS GENESFLAVONOIDE 3 5 HIDROXILASA Y DIHIDROFLAVONOL REDUCTASA DE
Petunia hyb r ida
ALCALOIDESModificacin
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Existe un gran inters comercial en incrementar elcontenido de ciertos metabolitos secundarios de usomedicinal en las plantas que lo producen.
El alcaloide del tropano escopolamina es unimportante anticolinrgico presente en varias plantasSolanceas .Atropa belladona produce altos niveles dehioscinamina y muy poca escopolamina.
La enzima que realiza la conversin entre estos doscompuestos (hioscinamina 6- hidroxilasa) fue aisladade Hioscyamus niger
de la sntesisde alcaloidesen Atropabelladona
Atropa belladona
Hioscyamus niger ALCALOIDESModificacin de
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OBJETIVO:Aumentar la expresin de escopolamina, importantedroga colinrgica, en Atropa belladona.
ESTRATEGIATransformacin de Atropa belladona con el gen quecodifique la enzima hioscinamina hidroxilasa(H6H) de Hyosciamus niger bajo la regulacindel promotor constitutivo 35 S de CaMV
Modificacin dela sntesis dealcaloides enAtropabelladona
Atropa belladona
35S CaMV H6H Hyosciamus niger T-nos
Con este gen incorporado en laAtropa belladona se logr que
la planta produzca mas escopolamina
Desarrollo Existe una creciente
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Desarrollode plantasde caf
Con bajonivel decafena
Existe una crecientedemanda de cafdescafeinado debido a los
efectos adversos que lacafena produce enpersonas sensibles .La obtencin de cafdescafenado por mtodosindustriales es cara y elcaf pierde sabor.
OBJETIVO:Obtencin de plantas de caf (Coffea canephora) que produzcamenos cafena.ESTRATGIADisminucin de la expresin de la enzima teobromina sintetasa por
ARN de interferencia
DESARROLLO DE CAF CON BAJOS NIVELESDE CAFENA
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DE CAFENA
En la biosntesis de cafena
estn involucradas tres N-metiltransferasas:
CaXMT1 Teobromina sintetasaCaMXT1 Teobromina sintetasaCaDXMT1 Cafena sintetasa
Se obtuvo una reduccin de hasta un 70% enlos niveles de cafena
Bibliografa
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