Aula 05 - Biossíntese

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METABÓLITOS PRIMÁRIOS
PARTICIPAM DIRETAMENTE DOS PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE 
PROTOPLASTO E GERAÇÃO DE ENERGIA. SÃO UNIVERSAIS.
CARBOIDRATOS – PROTEÍNAS – GLICERÍDEOS – ÁCIDOS NUCLÉICOS
METABÓLITOS SECUNDÁRIOS
NÃO PARTICIPAM DOS PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE PROTOPLASTO E 
GERAÇÃO DE ENERGIA. MUITOS SÃO MEDIADORES EM PROCESSOS DE 
INTERAÇÃO DAS PLANTAS COM O AMBIENTE. NÃO OCORREM 
UNIVERSALMENTE NAS PLANTAS. APRESENTAM AMPLA DIVERSIDADE 
ESTRUTURAL. 
TANINOS, FLAVONÓIDES, ALCALÓIDES, GLICOSINOLATOS, PIGMENTOS, 
CERAS, 
METABOLISMO SECUNDÁRIO
Eritrose-4-fosfato
SUBSTÂNCIAS AROMÁTICAS
Fosfoenol-piruvato
Flavo-
nóides
fotossíntese
CO2 + H2O
Frutose-6-fosfato
GLUCOSE-6-FOSFATO
piruvato
glicólise
ACETIL-CoA
CICLO DE KREBS
ácido 
mevalônico
ISOPRENÓIDES
malonil-CoA
ácidos graxos
GRAXAS
POLICETÍDIOS
ácidos 
nucleicos
sacarose
POLISSACARÍDIOS
monossacarídios
GLICOSÍDIOSCHIQUIMATO
ACETATO
MALONATO
ACETATO
MEVALONATO
BIOSSÍNTESE DE
METABÓLITOS
NITROGENADOS
ÁCIDOS 
AMINADOS
proteínas
ALCALÓIDES
GLICOSINOLATOS
GLICODÍDIOS
CIANOGÊNICOS
1
CH3-CO-SCoA + HOOC-CH2-COO-CoA
VIA DO ACETATO-MALONATO
CH3-COO
- HOOC-CH2-COO
-
Acetil-CoA Malonil-CoA
CH3-CO-CH2-COO-CoA
CH3-CH2-CH2-COO-
CoA
+ HOOC-CH2-COO-CoA CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-COO-
CoAC4 C6
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-COO-
CoA
+ 6 HOOC-CH2-COO-CoA 
Ácido esteárico C18
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
Ácido linoléico
C18:2
C18:0
2
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH
Ácido linoléico
C C CC CCCH3 CH2CH CH2 CH2CH2 CH2 COOHCH2 CH2 CH2
ÁCIDO POLIACETILÊNICO
CC CCCC CH3
FENIL-HEPTATRIINA
Bidens pilosus (Asteraceae)
CCCH2
O
ÓXIDO CARLINA
Carlina acaulis L. (Asteraceae) 
CCCC CCCH3
S
C C CH CH2
POLIACETILENO SULFURADO
Asteraceae
3
C SCoACH3
O
+ 7 C
COOH
C
O
SCoA
Acetil-CoA
Malonil-CoA
CADEIA POLICETÍDICA 
O
O O O
COOH
CH3
•
• •
• •
•
•
•
•
•
••
••
•
•
O
O
OH OH
COOH
CH3HO
DERIVADO DE ANTRAQUINONA
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
O
O
O
O
O
O
O
O
SCoA
HIDROXILAS OU ÁT. DE OXIGÊNIO 
EM ÁTOMOS DE C ALTERNADOS
4
VIA DO ACETATO-MALONATO
ORIGINA
1. SUBSTÂNCIAS ALIFÁTICAS DE CADEIA LINEAR
CCCC CCCH3
S
C C CH CH2
EXEMPLO: POLIACETILENOS
2. POLICETÍDEOS - SUBSTÂNCIAS FENÓLICAS COM HIDROXILAS EM
ÁTOMOS DE CARBONO ALTERNADOS
COOH
HO
OH
CH3
EXEMPLO: ÁC. ORSELÍNICO
5
Eritrose-4-fosfato
SUBSTÂNCIAS AROMÁTICAS
Fosfoenol-piruvato
Flavo-
nóides
fotossíntese
CO2 + H2O
Frutose-6-fosfato
GLUCOSE-6-FOSFATO
piruvato
glicólise
ACETIL-CoA
CICLO DE KREBS
ácido 
mevalônico
ISOPRENÓIDES
malonil-CoA
ácidos graxos
GRAXAS
POLICETÍDIOS
ácidos 
nucleicos
sacarose
POLISSACARÍDIOS
monossacarídios
GLICOSÍDIOSCHIQUIMATO
ACETATO
MALONATO
ACETATO
MEVALONATO
BIOSSÍNTESE DE
METABÓLITOS
NITROGENADOS
ÁCIDOS 
AMINADOS
proteínas
ALCALÓIDES
GLICOSINOLATOS
GLICODÍDIOS
CIANOGÊNICOS
1
VIA DO ACETATO-MEVALONATO
C
O
CH3 SCoA3
Acetil-CoA
UNIDADES BIOGÊNICAS DO ISOPRENO
Ác. mevalônico
CH3
OH
HOOC OH
6
Ác. mevalônico
CH3
OH
HOOC OH
OPP
ISOPENTENIL-DIFOSFATO
OPP DIMETILALIL-DIFOSFATO
ESTA ROTA É A “CLÁSSICA”
NA SÍNTESE DE TERPENÓIDES.
OCORRE NO CITOSOL. ISOPRENO
ROTA ALTERNATIVA PARA A SÍNTESE DE 
ISOPENTENIL-DIFOSFATO
O
OO -
PIRUVATO
OH
OP
O
GLICERALDEÍDO-FOSFATO
+
2x
4x
8x
MONOTERPENOS
DITERPENOS
TETRATERPENOS
(CAROTENÓIDES)
OH OH
OP
HO
2-C-METIL-ERITRITOL-4-FOSFATO
OPP
ISOPENTENIL-DIFOSFATO
IPP (UM COMPOSTO C5)
ESTA ROTA É 
OPERANTE NOS 
PLASTÍDEOS.
OCORRE TAMBÉM EM 
EUBACTÉRIAS E 
ALGAS VERDES
REGRA DO ISOPRENO
SUBSTÂNCIAS DERIVADAS DA VIA DO 
ACETATO-MEVALONATO POSSUEM 
ESQUELETO CARBÔNICO FORMADO POR 
UNIDADES DE ISOPRENO.
Em geral, desconsideram-se aspectos como duplas 
ligações e oxigenações.
OH
Mentol
“Regra canina”
Quantos bichinhos há no esqueleto 
carbônico?
OH
Geraniol
UM MONOTERPENO: C10
DUAS UNIDADES DE ISOPRENO
7
VIA DO ACETATO-MEVALONATO
OPERANTE NO CITOSOL – PARECE SER A RESPONSÁVEL PELA 
SÍNTESE DE SESQUITERPENOS (3 IPP, C15), TRITERPENOS (6 
IPP, C30) E POLITERPENOS (n IPP).
VIA DO PIRUVATO-GLICERALDEÍDO-FOSFATO
OPERANTE NOS PLASTÍDEOS – PARECE SER A RESPONSÁVEL 
PELA SÍNTESE DE MONOTERPENOS (2 x IPP, C10), DITERPENOS 
(4 IPP, C20) E TETRAPERPENOS (8 IPP, C40)
O
HO
H3COOC
OGlicose
Loganina
O
H3COOC
OGlicose
COH
Secologanina
IRIDÓIDES: MONOTERPENÓIDES GLICOSILADOS E 
ALTAMENTE OXIDADOS
UM SECOIRIDÓIDE - NÃO POSSUI 
ANEL CARBOCÍCLICO
UM IRIDÓIDE 
CARBOCÍCLICO
NÃO SATISFAZ A 
REGRA DO 
ISOPRENO
8
Ácido abscísico
COOH
O
OH
HOOC
Ácido abiético
UM SESQUITERPENO UM DITERPENO
OH
OC
COOH
OH
O
ÁCIDO GIBERÉLICO
UMA GIBERELINA (GA3)
UM DITERPENO COM 19 C
HO
Lupeol
6 unidades de isopreno
6 x 5 C = 30 C
UM TRITERPERNÓIDE
HO
Cicloartenol
UM TRITERPENÓIDE ESTEROIDAL
ESTERÓIDES: ISOPRENÓIDES 
COM NÚCLEO CICLOPENTANO-
PERIDROFENANTRENO
9
O2 + NADPH
O
EPÓXIDO DE ESQUALENO
ESQUALENO
O MOLÉCULA DO ESQUALENO
DOBRADA
HO CICLOARTENOL
CICLOARTENOL
ESTERÓIDES C29
COLESTEROL
SAPOGENINAS C27
ALCALÓIDES C27
ESTERÓIDES C21
FITOECDISONAS
CARDENOLÍDEOS C23
BUFADIENOLÍDEOS C24
HO
CICLOARTENOL
OH
OHESTIGMASTEROL SITOSTEROL
OS ESTERÓIDES MAIS FREQÜENTES EM PLANTAS
Digitoxigenina
OH
HO
O
O
OH
HO
O
O
Silarenina
CARDENOLÍDIOS E BUFADIENOLÍDIOS: COMPONENTES DE 
GLICOSÍDIOS CARDIOATIVOS
CARDENOLÍDIO BUFADIENOLÍDIO
10
CICLOARTENOL
OH
OH
OH
O
OH
O
BRASSINOLÍDEO, O MAIS 
ATIVO REGULADOR DE 
DESENVOLVIMENTO 
DENTRE OS 
BRASSINOSTERÓIDES.
OH
CAMPESTEROL
-Caroteno
CAROTENÓIDES - 8 UNIDADES ISOPRÊNICAS - C40
Eritrose-4-fosfato
SUBSTÂNCIAS AROMÁTICAS
Fosfoenol-piruvato
Flavo-
nóides
fotossíntese
CO2 + H2O
Frutose-6-fosfato
GLUCOSE-6-FOSFATO
piruvato
glicólise
ACETIL-CoA
CICLO DE KREBS
ácido 
mevalônico
ISOPRENÓIDES
malonil-CoA
ácidos graxos
GRAXAS
POLICETÍDIOS
ácidos 
nucleicos
sacarose
POLISSACARÍDIOS
monossacarídios
GLICOSÍDIOSCHIQUIMATO
ACETATO
MALONATO
ACETATO
MEVALONATO
BIOSSÍNTESE DE
METABÓLITOS
NITROGENADOS
ÁCIDOS 
AMINADOS
proteínas
ALCALÓIDES
GLICOSINOLATOS
GLICODÍDIOS
CIANOGÊNICOS
1
HCHO
COHH
COHH
CH2OP
COP
CH2
COOH
+
Eritrose-4-
fosfato
Fosfoenol
piruvato
OH
OH
HO
COOH
Ác. chiquímico
COOH
OH
OH
OH
Ác. gálico
COOH
OH
O COOH
CH2
Ác. corísmico
OH
CH2CH(NH2)COOH
Tirosina
N
CH2CH(NH2)COOH
H
Triptofano
CH2CH(NH2)COOH
Fenilalanina
HOOC CH2COCOOH
OH
Ác. prefênico
COOH
NH2Ác. antranílico
VIA DO ÁCIDO CHIQUÍMICO11
VIA DO CHIQUIMATO A ORIGEM DOS FENILPROPANÓIDES
CH2CH(NH2)COOH
Fenilalanina
C6: FENILA C3: PROPENILA
COOHCOOHCOOHCOOH
HO
Ác. p-cumárico
COOHHO
HO
Ác. cafeico
COOHCH3O
HO
Ác. ferúlico
COOHCH3O
HO
OCH3
Ác. sinápico
geometria trans
NH3
Ác. cinâmico
COOH
12
Ác. ferúlico
COOHCH3O
HO
CH3O CH2OH
HO
Álcool coniferílico
UM LIGNÓIDE
C6C3
C6C3
Pinorresinol
O
O
OH
OCH3
HO
OCH3
O
O
OCH3
OCH3
O
O
lignina
lignina
SUBESTRUTURA DA LIGNINA
13
OH
OH
OMe
peroxidase
(lacase)
Álcool 
coniferílico
OMe
OH
O
.
O
CH
3
OH
.
O
CH
3
OH
.
.O
CH
3
OH
RADICAIS LIVRES 
FORMADOS POR ENZIMAS 
OXIDATIVAS A PARTIR DO 
ÁLCOOL CONIFERÍLICO
COOH
HO
CH3O
Ác. ferúlico
COOH
HO
CH3O
HO
CH3O C
O
H
VanilinaMETABÓLITOS CHIQUÍMICOS: 
OXIGÊNIOS EM ÁTOMOS DE 
CARBONO VIZINHOS ESQUELETO C6C1
HO
C
OHO
Ácido cis-cinâmico
Geometria cis
HO
COH
OHO HO O
O
Uma cumarina simples
C6C3
O
OO
H3C
HO
H3C
Marmesina - uma furanocumarina
Anel furânico
HO O
O
OPP
Unidade 
isoprênica
oxidação
14
Cinamoil-CoA
ll
O
CCoAS
CoAS
OO
C
ll
O
CoAS CH2 COOH
OO
O O
O
OHHO
OH Uma chalcona
O
OH
HO
O
OH
OH
Luteolina
Uma flavona
C6C3:
CHIQUIM.
3 ACETATOS
BIOSSÍNTESE
MISTA
OO
SCoA
O
15
O
OH
HO
O
OH
O
OH
HO
O
OH
ORIGEM DOS ISOFLAVONÓIDES
UMA ISOFLAVONA
16
Eritrose-4-fosfatoSUBSTÂNCIAS AROMÁTICAS
Fosfoenol-piruvato
Flavo-
nóides
fotossíntese
CO2 + H2O
Frutose-6-fosfato
GLUCOSE-6-FOSFATO
piruvato
glicólise
ACETIL-CoA
CICLO DE KREBS
ácido 
mevalônico
ISOPRENÓIDES
malonil-CoA
ácidos graxos
GRAXAS
POLICETÍDIOS
ácidos 
nucleicos
sacarose
POLISSACARÍDIOS
monossacarídios
GLICOSÍDIOSCHIQUIMATO
ACETATO
MALONATO
ACETATO
MEVALONATO
BIOSSÍNTESE DE
METABÓLITOS
NITROGENADOS
ÁCIDOS 
AMINADOS
proteínas
ALCALÓIDES
GLICOSINOLATOS
GLICODÍDIOS
CIANOGÊNICOS
1
METABÓLITOS DERIVADOS DE ÁCIDOS AMINADOS
C
R1
R2
H
CH
NH2
COOH
NC
C
R1
R2
H
R2
R1
C
C N
OH
R2
R1
C
C N
O Glicose
GLICOSÍDIO CIANOGÊNICO
NOH
C
R1
R2
H
C
SH
C
R1
R2
H
C
N
S Glicose
OSO3H
GLICOSINOLATO
CO2
CH
H
R2
R1
C
NOH
17
BIOSSÍNTESE DE ALCALÓIDES
N
OHHO
Retronecina
NCH3 O
COOCH3
C
ll
O
Cocaína
ALCALÓIDES COM ANEL 
HETEROCÍCLICO 
FORMADO POR 4 ÁT. DE C
H2N H2N
COOH
ORNITINA
ornitina
Ác. succínico
Ác. chiquímico
H2NH2N
LISINA
N
N
H
Anabasina
Nicotiana spp.
N
N
O
H
Citisina
Spartium junceum
Fabaceae
ALCALÓIDES COM ANEL HETEROCÍCLICO 
FORMADO POR 5 ÁTOMOS DE C 
Ác. nicotínico
lisina
lisina
18
NH2
COOH
R
Tirosina - Fenilalanina
NH
HO
HO
OH
OH
Norlaudanosolina
Papaver spp.
NCH3
HO
HO
O
Morfina
C6C2N
C6C2N
C6C2N
C6C2N
C6C2N
ALCALÓIDES DERIVADOS DE TIROSINA OU FENILALANINA TÊM UNIDADES C6C2N EM 
SUA ESTRUTURA
19
H
N
NH2
COOH
Triptofano
H
N
N
CH3H3C
N-dimetil-triptamina
H
N
N
CH3H3C
OH
Psilocina
INDOL-C2N
FONTE: METIONINA
H
N
COOH
H2N
INDOL-C2N
N N
CH3 CH3
CH3OH3CNHC
Fisostigmina
INDOL-C2N
UNIDADE ISOPRÊNICA
N
CH2OHH3C
NHCH3
Canoclavina
ALCALÓIDES DERIVADOS 
DE TRIPTOFANO TÊM O 
GRUPO INDOL-C2N EM 
SUA ESTRUTURA
20
H
N
NH2
COOH
O
H3COOC
OGlc
CH2
H
N
COOH
NH
Vincosídio
H
N
N
CH3
COOCH3
Tabersonina
Origem: triptofano
Origem: secologanina
(mevalonato)
O
CH3HO
H3COOC
OGlc
Loganina - um iridóide
(origem: mevalonato) 
C
O
H3COOC
OGlc
CH2OH
Secologanina
21
N
N
OC
H
C
O
OCH3
OCH3
OCH3
CH3O
O
RAUMESCINA
O
H3C
HO
COOCH3
OGLC
LOGANINA
O
OH O
O-Ramnose-GLC
OH
OH
HO
RUTINA
C CN
O
H
Glicose
PRUNASINA
CH3 (CH3)6 CH CH CH2 (C C)2 C
O
CH2 CH3
FALCARINONA
OO O
BRAILINA
22
Poliacetileno: cadeia alifática não ramificada
Via acetato-malonato
chiquimato
acetato
glicosídio cianogênico
C6C3
Unidade de isopreno
OHO
HO OH
O
O
O
OCH3
OH
Silibina
O
HO
OH
O Glicose
Aucubina
N
N
H
CH3O C
O
O C
O
OCH3
OCH3
OCH3
Raumescina
N
CH2 C
S
N
Glicose
SO4
_
H
Glucobrassicina
CH3
CH3
H3C CH3
HO
CH3
CH3
H3C
CH3
N
CH3O
CH3O
O
O
HO
CH3
Fumaricina
O
OOH
HO
OCH3
OH
Homoeriodictiol
_
SO4
Glicose
N
S
CCH3 CH2 CH2 CH2
C CN
O
H
Glicose
Prunasina
OCH3
CH3O
OCH3
N
CH3O
CH3
Protostefanina
O
H3C
HO
COOCH3
OGLC
Loganina
OO O
Brailina
CHHO
CH3O
CH3O
CH CH2OH
Álcool sinapílico
O
OH O
O-Ramnose-GLC
OH
OH
HO
Rutina
CH
O
Poligodial
O
O
O
CH2
Partenolídio
CH3 (CH3)6 CH CH CH2 (C C)2 C
O
CH2 CH3
Falcarinona
O
OH O
OCH3
OH
HO
Ramnetina
N
N
Esparteína
O
O
HO
OH
OH
OCH3
Pratenseína
CH3 CH CH C
C CH
O
O
Lactona Matricária
HO CH2 C
S
N
glicose
SO4
_
Sinalbina
CH3 C
CH3
CN
O Glicose
Linamarina
O
O
OGlicose
O
Gentiopicrosídeo
O
OH
OOH
HO
O
O
OH
OH
HO
Amentoflavona
O
O
O
O
CH3O
OCH3
OCH3
OH
Podofilotoxina
O
O
OGlicose
O
Gentiopicrosídeo
O
OH
O
O
Ramnose
Procilaridina
OH
OH
OHO
OH
HO
OH
+
Delfinidina
O
OGlicoseHO
COOH
Ácido gardenosídico
N
CH3O
CH3O
OCH3
OCH3
Papaverina
O
Piperitona
CH3 C CC CC
S
C CH CH2
O
N
CH2 N
CH3
CH3
H Gramina
N
N
COOCH3
H
Catarantina
CH2 C SGLC
N OSO3H
Glucotropeolina
N OC
O
COOCH3
CH3
Cocaína
CH2 CH CH2 C SGLC
N OSO3H
Sinigrina
CC
O
CH2
O
CH2
OH
CH2
O
O
CH2
O
Vernolepina
N
O
N H
Citisina
O
OH
Tetra-hidrocanabinol
N
CH3
N
H
N
CH3O
HO
O
CH3O Orientalinona
O
O
O O
Artemisinina
CH3(CH2)5CH CH(CH2)7
OH
HO2C
Ácido anacárdico
N
OH
CH3O
CH3O
CH3O
Eritradina
O
O
O
O
OH
Helenalina
O
OOH
OH
OCH3
HO
Mangostina
OH
OCH3
OO
HO
CH3O
Curcumina
O
O
OH
O
OH
Cajaflavanona