Defesa vegetal e metabólitos secundários

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Defesa vegetal e metabólitos 
secundários
Vitória
2015
secundários
Defesa vegetal e metabólitos 
secundários
Roteiro da aula
• Plantas e o ambiente
– Fatores ambientais de estresse
– Respostas das plantas
Definição de metabólitos secundários• Definição de metabólitos secundários
– Principais classes de metabólitos secundários
–Metabólitos com função defensiva
• Aplicações biotecnológica
Defesa vegetal e metabólitos secundários
Objetivos
• Caracterizar as principais classes de metabólitos
secundários e os principais fatores estressores
• Determinar a importância dos metabólitos• Determinar a importância dos metabólitos
secundários no mecanismo de resposta e defesa
vegetal
• Discutir as possíveis aplicações biotecnológicas de
metabolitos secundários
Estratégias de defesa vegetal
• Defesas vegetais
1. Respostas de defesa constitutivas: incluem os 
mecanismos de defesa que estão sempre 
presentes.presentes.
2. Respostas de defesa induzidas: iniciam somente 
após a ocorrência do dano.
Química das plantas
Macromoléculas
Crescimento e desenvolvimento
Micromoléculas
Diversidade e complexidade 
estrutural
Metabolismo 
Primário
Metabolismo 
Secundário
Distribuição universal
Funções essenciais ou estruturais
Carboidratos – Proteínas –
Glicerídeos – Ácidos Nucléicos
Distribuição restrita
Funções adaptativas
Terpenos, Fenóis Taninos, 
Flavonóides, Alcalóides, 
Glicosilatos, Pigmentos, Ceras
Defesa vegetal
• Estratégias de respostas;
– Defesa químicas 
• Metabólitos secundários
– Terpenos;
– Compostos fenólicos;
– Compostos nitrogenados– Compostos nitrogenados
– Defesas físicas;
• Cutinas 
• Ceras
• Carbonato de cálcio
Metabólitos Secundários em Plantas
• Defesa contra injúrias provocadas pelo ambiente - frio ou 
calor excessivos
• Proteção contra herbivoria e contra microorganismos 
patogênicos
• Atividade atrativa sobre polinizadores e dispersores de 
sementes
• Agente de competição inter e intra-específica - alelopatias
• Ação do tipo sinal molecular no processo de desenvolvimento 
dos tecidos vegetais
Metabólitos nitrogenados
• Presentes em 20% das plantas vasculares
– A maioria dos alcalóides em plantas tem função de 
defesa contra predadores, especialmente mamíferos, 
devido a sua toxicidade geral. 
•Alcalóides verdadeiros:
•Possuem anel heterocíclico com um 
átomo de nitrogênio e sua biosíntese se 
da através de um aminoácido;da através de um aminoácido;
•Protoalcalóides:
•O átomo de nitrogênio não pertence ao 
anel heterocíclico e se originam através 
de um aminoácido;
•Pseudo-alcalóides:
•São compostos em que os esqueletos 
carbônicos não são derivados de 
aminoácidos (esteróides e terpenos);
Terpenos
• Representam a segunda 
maior classe de 
constituintes ativos de 
plantas, perdendo apenas 
para os alcalóides. 
• São chamados de • São chamados de 
isoprenóides em referencia 
às unidades de 5 carbonos 
que compõem o terpeno.
• Funções defensivas, 
atrativa, hormonais, 
pigmentos e antioxidantes
Óleos essenciais
• Monoterpenos e 
sesquiterpenos
– Substâncias voláteis.
– Presentes também 
em essências de 
flores.
em essências de 
flores.
• Estrutura secretoras 
especializadas: 
– Glândulas, canais 
secretores e tricomas
glandulares.
Funções dos terpenos
Essência das 
rosas
Óleo de Neem
Exemplos de terpenos
Pigmentos: Carotenóides Composição de 
membranas: Esteróides 
Hormônios: Giberelinas, 
Ácido abscísico
Transporte de elétrons: 
Ubiquinona
Compostos Fenólicos
• Compostos fenólicos
• Envolvidos em defesa contra herbivoria e 
patógenos;
• Suporte mecânico;• Suporte mecânico;
• Atração de polinizadores e dispersores;
• Dissipação de energia luminosa;
• Redução do crescimento de outras plantas.
Taninos 
Taninos são polifenóis de sabor
adstringente que ligam-se a proteínas
precipitando-as. Quando em altas
concentrações elevam o pH dos
tecidos vegetais, controlando a
herbivoria, o parasitismo e a instalação
de patógenos nos tecidos das plantas
Risofora mangle
Cutina
• Polímero insolúvel, formando uma rede rígida 
por meio de ligações éster entre os ácidos 
graxos hidroxilados de cadeia longa (C16 e 
C18).
CerasCeras
• Mistura de ácidos graxos de cadeia longa, e 
podem estar embebidas na cutina ou 
depositadas no exterior da cutícula.
Suberina
•Importância na absorção 
de água e nutrientes
•Barreira para entrada de •Barreira para entrada de 
fungos e patógenos
Metabólitos secundários de 
macroalgas
Fisiologicamente não diferem dos demais vegetais (Amsler, 2008);
• Compostos Halogenados
Compostos nitrogenados
Baixa distribuição - Nitrogênio 
(limitante) x Pigmentos
Ficoeritrina
• Compostos Halogenados
• Cloreto, brometo e iodeto, em 
concentrações de 19.000, 65, e 
0,06 mg.L-1 no ambiente 
marinho (Murray et al., 2004);
• Síntese em resposta ao 
metabolismo oxidativo
•Múltiplas funções biológicas 
Ficoeritrina
Metabolismo secundário funcional
Compostos nitrogenados 
• Compostos tóxicos (nicotina, codeína, morfina, cocaína, glucosídeos
cianogênicos, glucosinolatos). 
Terpenos 
•Podem atuar como inseticidas ou bactericidas (pineno, limoneno, 
mirceno, peretroides, esteroides, saponinas), 
• Repelentes ou atrativos (óleos essênciais, gossipol, lactonas
sesquiterpeninas)
• Compostos tóxicos (phorbol, saponinas, resinas); 
Compostos fenólicos
• Podem atuar como inseticidas ou antifúngico (fitoalexinas, 
rotenoides, isoflavonoides)
• Atuação como atrativos (antocianina) e como repelentes (tanino); 
Potencial biotecnológico
Physostigma venenosum Portieria hornemannii Camellia sinensis
Fisiostigmina Halomon Catequina
Catharanthus roseus
Vinblastina
GRAMA - US$ 1.200,00
Metabólitos com alto valor agregado
• Carotenóides com aplicação na aquicultura;
– β – caroteno e astaxantina purificado 2.500US$/kg (Del Campo 2007); – β – caroteno e astaxantina purificado 2.500US$/kg (Del Campo 2007); 
– Movimentando um mercado de 200 milhões/ano;
Óleo de fígado de bacalhau
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