تحقیق مقاله الکالوئید ( گیاه شناسی )

مقدمه:

الکالوئید‌ها متابولیت‌های پیچیده‌ای هستند که توسط گیاهان تولید می‌شوند و به حفاظت آنها در برابر آسیب‌ها کمک می‌کنند. الکالوئیدها می‌توانند خواص دارویی و مخدر داشته باشند و با سمی باشند. مرگ سقراط به علت استفاده از شوکران بود که حاوی الکالوئید کونین می‌باشد. کلوپاترا عصاره گیاه هیوسیاموس را برای زیبایی چهره‌اش استفاده می‌کرد. مورفین اولین الکالوئیدی بود که شناسایی شد و همینطور اولین بار بود که ترکیب نیتروژن داری از گیاه استخراج شده بود که قلیایی بود.

تعریفی که نخستین بار در خصوص الکالوئید ارائه شده عبارت بود از: ترکیبی دارای ساختمان ملکولی پیچیده که واجد یک اتم نیتروژن به عنوان بخشی از سیستم هتروسایکلیک باشند که منشاء گیاهی دارد و واجد خواص دارویی نیز باشد اما بعدها مشاهده شد که برخی الکالوئید‌ها مثل کلشی سین یا مزکالین دارای نیتروژن به عنوان بخشی از سیستم هتروسایکلیک نیستند و بدین ترتیب تعریف جدیدی از الکالوئید ارائه شده که عبارتست از: ترکیبات آسیکلیکی که دارای نیتروژن در جایگاه اکسیداسیون منفی هستند و در تعدادی از ارگانیسم‌های زنده وجود دارند. 

تعریف امروزی الکالوئید:

فرآوردهای ثانویه متابولیسم گیاهی هستند که موادی قلیایی، دارای یک یا چند اتم، نیتروژن در حلقه هتروسیکل می‌باشند و برخی به دلایل اثرات فیزیولوژیکی خود مصرف پزشکی دارند.

تکامل (دیدگاه فیلوژنی)

الکالوئید‌ها در گیاهان پست وجود ندارد. (تالوفیت ها) در قارچ‌ها الکالوئیدهای واجد سولفور و انواع الکالوئیدهای آنتی بیوتیکی شناخته شده است. در نهانزادان آوندی خصوصاً دم اسبیان و پنجه گرگیان الکالوئیدها وجود دارند. در بازدارندگان الکالوئید افدرین در گیاه ریش‌بزی و الکالوئید تاکسول در گیاه سرخدار وجود دارد. در نهاندانگان دو لپه تیره‌های خشخاش، آلاله، سیب زمینی و زرشک غنی از آلکالوئید هستند و در تک لپه ها تیره های آلاله و نرگس.

نقش الکالوئیدها در گیاه:

بدلیل مزه تلخ و خاصیت سمی سبب محافظت گیاهان در برابر علفخوارها و پاتوژنها می‌شوند.

دارای اثرات شبه هورمونی هستند و می‌توانند تنظیم کننده رشد گیاهان باشند. مثلاً‌ نوروهیوسیامین اثر شبه پروژسترونی دارد.

با جانشینی بجای قلیاهای معدنی موجب توازن یونی شده و یا با جانشینی کاتیونهای خاک باعث جذب آنیونها می‌شوند.

بعنوان منبع ذخیره نیتروژن هستند، اما هنوز اینکه در شرایط فقر نیتروژن خاک بتوانند وارد متابولیسم گیاه شوند ثابت نشده است.

الکالوئیدها باعث از بین رفتن مواد زاید و ازت داری که محصولات جانبی متابولیسم گیاهان هستند و ممکنست مضر باشند می گردند.

موجب غیر فعال شده رادیکال آزاد اکسیژن می‌گردند. (بروسین و استریکنین)

در نواحی با تابش بالای فرابنفش گیاهان تجمع بالایی از الکالوئیدها دارند.

7) برخی از الکالوئیدها جزء رنگیزه‌ها هستند و در جذب حشرات به گرده افشانی کمک می‌کنند. (پتریدین و بتالین)

مکان بیوسنتر و ذخیره الکالوئیدها در گیاهان:

معمولاً الکالوئیدها در ریشه سنتز شده  سپس به اندامهای هوایی منتقل می‌شوند و گاهی در جریان انتقال دچار تغییرات شیمیایی در ساختارشان می گردند. الکالوئیدها در واکوئل‌های بافت‌های جوان متمرکز می‌شوند و معمولاً‌ در سلولهای بسیار جوانی که هنوز واکوئلی نشده‌اند وجود ندارد. الکالوئیدها می‌توانند از غشاهای زیستی نفوذ کنند و انتقال آنها بدرون واکوئل از طریق انتشار است. الکالوئیدها ممکنست در اندامهای مختلف گیاه موجود باشند:

دانه (سورنجان)، میوه (فلفل سیاه)، برگ (تاتوره)، ریشه (اقونیطون)، پوست (انار)، ریزوم (بهارک)، ساقه (ویتاریا)، جوانه (بنگ دانه)، پوشینه (خشخاش).

اثر عوامل مختلف بر میزان الکالوئید:

تولید الکالوئیدها تحت تاثیر 2 عامل اصلی قرار می گیرد: 1. وراثت 2. عوامل محیطی (زیستی و غیر زیستی) اثرات عوامل ژنتیکی هم بصورت کیفی می‌تواند باشد و هم کمی. یعنی هم مقدار سنتز الکالوئید و هم نوع الکالوئیدی که سنتز می‌شود تحت تاثیر وراثت است. اما اثر عوامل محیطی بیشتر کمی است مقدار تولید الکالوئید در گیاهان نواحی مرطوب بیشتر از نواحی خشک است، چون در خاک نواحی مرطوب درصد ازت بیشتر است.

طبقه بندی الکالوئیدها:

طبقه بندی مختلفی در مورد الکالوئیدها ارائه شده که رایجترین آن الکالوئیدها را به 2 گروه غیرهترو سیکلیک (پروتوالکالوئیدها یا آمین‌های زیستی) هتروسیکلیک تقسیم می‌دهند. دسته اخیر بر اساس هسته شیمیایی موجود در ساختمان خود به 14 گروه تقسیم بندی می‌شوند.

الف) الکالوئیدهای غیر هتروسیکلیک: مثال: مزکالین، افدرین، کلشی سین.

ب) الکالوئیدهای هتروسیکلیک: شامل 14 گروه زیر می شود:

1) پیرول و پیرولیدین مثال: هیگرین، استارچیدین           2) پیرولیزیدین مثال: سیمفینین، سنسیونین             3) پیریدین و پیپریدین مثال: نیکوتین، پیپرین          4) تروپال مثال: هیوسیامین، آتروپین، هیوسین             5) کوئینولین مثال: کوئینین، کوئینیدین، کاسپارین      6) ایزوکوئینولین مثال: پاپاورین، کودئین، مورفین        7) آتروفین مثال: بولدین            8) نورلوپینان مثال: آسپارتئین              9) ایندول (بنزوپیرول) مثال: وین بلاستین، وین کیریستین           10) ایندولیزیدین مثال: کاستانوسپرمین          11) ایمیدازول (گلوکسالین) مثال فیلوکارپین           12) پورین مثال: کافئین          13) استروئیدال مثال سولانیدین            14) ترپنوئید مثال: اکونیتین، لیکتونین

در طبقه بندی دیگر الکالوئیدها را به 3 گروه تقسیم می‌کنند:

تروالکالوئیدها: واجد حلقه هتروسیکلیک دارای نیتروژن هستند و از آمینو اسیدها مشتق می‌شوند. (الکالوئیدهای حقیقی)

پروتو الکالوئیدها: دارای حلقه هتروسیکلیک و نیتروژن نیستند.

پسودوالکالوئیدها: دارای حلقه هتروسیکلیک با نیتروژن هستند ولی از آمینو اسیدها مشتق نمی شوند.

تقسیم بندی دیگری از الکالوئیدها به شرح زیر است:

الکالوئید هایی که فقط از یک آمینو اسید مشتق می شوند.

الف) سنتز هوردنین: پیش ساز آن تیروزین است.

ب) سنتز افدرین پیش ساز آن فنیل آلانین است. یکی از گروه های متیل آن بوسیله متیونین و دیگری بوسیله فرمیداز از اسید ترا هیدروفوبیک تامین میشود.

ج) سنتز مزکالین پیش ‌ساز آن تیروزین است که با حلقوی شدن تشکیل انهالین با هسته تتراهیدرو ایزو کینولئیک را میدهد.