AULA 3_BIOSSÍNTESE DE METABÓLITOS SECUDÁRIOS (1)

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AULA 3: METABOLISMO PRIMÁRIO 
E SECUNDÁRIO
METABOLOMA
Apresenta as rotas metabólicas nas quais são formados os metabólitos
Metabólitos primários
Metabólitos secundários
Metabólitos: são todas as moléculas produzidas por um sistema biológico 
 Desempenham uma função essencial no vegetal, tais como a fotossíntese, a respiração e o transporte de solutos. 
 Os compostos envolvidos no metabolismo primário possuem uma distribuição universal nas plantas: aminoácidos, nucleotídeos, lipídios, carboidratos e da clorofila.
Metabólitos primários (basal)
Metabólitos primários (basal) – exemplos de aplicação
Polissacarídeos
Carboidratos
Homogêneos ou
homoglicanos
Heterogêneos ou 
hetroglicanos
polissacarídeos de 
reserva energética
polissacarídeos 
estruturais
Amido
celulose
gomas, mucilagens
Farmacêutica – 
farmacotécnica
Amido
amilose
amilopectina
Amido de milho
Aplicações:
É amplamente utilizado como excipiente farmacêutico
Recomendação de uso Utilizado na faixa de concentração de 10 a 25%. 
Cápsulas e comprimidos: atua como agente aglutinante, diluente e desintegrante; 
Cosméticos: Condicionadores, Cremes alisantes, Cremes e Loções para a pele, Cremes para pentear, Gel pós barba, 
Maquiagem em pó, Máscaras capilares, 
Pós descolorante, Sabonetes em barra opaco, Sais de banho, Talcos, Tinturas capilares em pó. 
Amido de milho
celulose
Insolúvel em água, o que limita drasticamente seu uso como ingrediente na indústria de alimentos. 
Entretanto, uma forma de celulose modificada quimicamente em laboratório, está sendo amplamente utilizada como excipiente farmacêutico devido a sua capacidade de formar soluções viscosas. 
Produtos farmacêuticos 
semissólidos
Extratos 
espessos
Emulsões
supositórios
Produtos farmacêuticos 
sólidos
Extratos 
seco
granulados
cápsulas
Comprimidos
Pós
Celulose - Aplicações
Na indústria cosmetológica a celulose também não fica de fora. O Hidroxietilcelulose e a Carboximetilcelulose, são dois derivados da celulose utilizados para a confecção de gel que serve como veículo para ativos dermatológicos e em formulações odontológicas
https://www.youtube.com/watch?v=olUeZ0pdOPA
Celulose – Aplicações Biotecnológica
Na medicina, os avanços em pesquisas realizadas pela empresa Fibrocel, permitiram criar um produto batizado e patenteado como Nexfill,  originado a partir de celulose bacteriana ( tipo de celulose biossintetizada por bactérias do gênero  Glucanacetobacter xylinus) comumente encontrada em frutas, vegetais, vinagre e bebidas fermentadas e, que produzem uma massa gelatinosa que é comumente conhecida hoje como celulose bacteriana*  e  utilizada como matéria prima de um curativo de biocelulose, utilizado para o tratamento de feridas cutâneas  que apresentam perda de tecido de pele, incluindo queimaduras de segundo grau.
https://www.youtube.com/watch?v=RACk8CN8sjc
Gomas
 De um modo geral, são consideradas produtos patológicos resultantes de uma ação física sofrida pelos tecidos (contusões, feridas, picadas de insetos, etc.)
ramnose
xylose
arabinose
galactose
Ácido urônicos
Goma arábica ou acácia
Sua principal aplicação é como emulsificante em emulsões e encapsulamento de aromas na forma pó
A goma arábica é o exsudato gomoso dessecado dos troncos e dos ramos da Acacia senegal ou de outras espécies africanas de Acacia seyal.
A goma é colhida a cada 10 dias, durante a época da seca, que vai de outubro a junho. Na época das chuvas não há formação de goma; é a época na qual as árvores estão em plena floração. Após colheita, as gomas são levadas até os vilarejos para serem comercializadas
Propriedades
• Espessante de soluções aquosas 
• Agente dispersante 
• Estabilizadora de emulsões e suspensões 
• Pode ser utilizado em substituição ao glúten
Aplicação farmacêutica: Antibióticos líquidos 
Emulsões e suspensões 
Xaropes 
Aplicações cosméticas: 
Cremes 
Make-up 
Sabão líquido 
 Loções 
 Shampoos 
Fórmulas dentais 
Recomendação de uso Recomenda-se usar de 0,05% a 1,0%. 
sintetizado por uma bactéria fitopatogênica do gênero Xanthomonas, tem extrema importância comercial.
Goma xantana
 Mucilagens
 São constituintes naturais, não sendo alterações patológicas
 Ocorrem predominantemente em sementes, função de retenção de água para auxiliar na germinação. 
 Guar obtido do endosperma da semente de Cyamopsis tetragonolobus
 propriedades laxativas, inibidor de apetites (Ceratonia siliqua L. (Fabaceae); espessante, estabilizante
Cyamopsis tetragonolobus
Ceratonia siliqua L. 
Óleos 
Óleos – considerações gerais
Óleos fixos 
Óleos essenciais
Misturas de substâncias lipídicas obtidas
Geralmente de sementes
Misturas complexas de substâncias
odoríferas e líquidas
Óleos – considerações gerais
Óleos fixos 
Função: armazenar nutrientes para energia
Utilizações: farmacológicos, industriais e nutricionais
Localização nos vegetais: principalmente em sementes (linhaça, algodão, gergelim ou pericarpo de frutos como oliva-azeitona)
Aplicação farmacológica: emolientes, veículos para outros medicamentos
Utilização industrial: sabão; secativos tintas e vernizes; lubrificantes 
São substâncias líquidas viscosas em temperatura ambiente, com toque gorduroso, insolúveis na água, os combustíveis que formam sabão quando em contato com alcalinos. São, em sua realidade química, triglicerídeos.
Nunca se evaporam ou volatilizam completamente. Quando são mantidos em contato com o ar, eles podem permanecer fluidos
Óleos fixos 
Óleos fixos não - secativos 
Óleo de amendoim: Extraído do caroço, serve como adjuvante farmacêutico, produz excelentes sabonetes, usado como solvente em injeções intramusculares.
https://www.youtube.com/watch?v=eLw2Voa9nAg
Azeite de dendê: obtidos do mesocarpo do fruto da Elaeis guinensis (Aracaceae)
Utilizado na gastronomia em massa, frituras 
https://www.youtube.com/watch?v=gJ06EpT67nA
https://www.youtube.com/watch?v=FVq90Ga4HeY
Azeite de oliva: Sua principal utilização é na cozinha, usado também como adjuvante farmacêutico retardador da solidificação de cimento dentário, preparações de sabonetes, laxativo, emoliente, entre outros.
https://www.youtube.com/watch?v=9pVVMbPwcyg
https://www.youtube.com/watch?v=DZ3TxhPv28s
 Óleo de coco: obtidos por compressão do fruto Cocos nucifera (Família Arecaceae). Propriedades de saponificação. Produz sabonete e xampus de qualidade.Usado como suplementos dietéticos junto com outros produtos 
 
Outros tipos de óleos fixos são secativos, ou seja, se solidificam lentamente como o óleo de linhaça e de papoula, e servem para a maceração de pigmentos para a fabricação de cores a óleo. 
Óleos fixos secativos 
https://www.youtube.com/watch?v=WlDQ5Sd_x1E
Óleo de coco
Os ácidos graxos
São ácidos carboxílicos com elevado número de carbonos (de 4 até mais de 20 carbonos)
Por estarem presentes em grande parte dos lipídios, esses emprestam suas propriedades físico-químicas a essas substâncias.
Os ácidos graxos podem ser:
Insaturados
Saturados
Por terem ponto de fusão mais elevado, a banha e outros lipídios de origem animal tendem a ser sólidos em temperatura ambiente e são comumente chamados “gorduras”.
Saturados
Por outro lado, os ácidos graxos insaturados estão presentes em maior quantidade em lipídios de origem vegetal, como, no óleo de soja. Por terem ponto de fusão mais baixo, o óleo de soja e outros lipídios de origem vegetal tendem a ser líquidos em temperatura ambiente e são comumente chamados de “óleos”.
Insaturados
Metabólitos secundários
Origina compostos que não possuem uma distribuição universal, pois não são necessários para todas as plantas
não estão diretamente envolvidos nos processos de crescimento, desenvolvimento e reprodução dos organismos. Essencial para a sobrevivência e continuidade da espécie
dentro do ecossistema
Metabólitos secundários
Existem três grandes grupos de metabólitos secundários: terpenos, compostos fenólicos e alcalóides
Metabólitos secundários
ALCALÓIDES
Definição
 A designação mais aceita recentementeé de Pelletier (1983) que considera substâncias naturais caracterizadas principamente pela presença de um N heterocíclico que pode se apresentar como ba´sico, ácido, até mesmo neutro.
 Segue a regra dos aminoácidos: Todo alcalóide verdadeiro são derivados de aminoácidos.
 O grupamento amínico dos aminoácidos origina o átomo de nitrogênio do heterociclo de um alcalóide.
Alcalóide
Morfina 
Emetina 
Atropina
Cafeína
Quinina
Nicotina
Codeína
Ano
1805
1817
1819
1820
1827
1829
1833
Pesquisador
F. Sertürner
P. J. Pelletier & F. Magendie
R. Brandes
F. F. Runge
P. J. Pelletier & F. Magendie
W. Ponselt & R. Reinmann
P. J. Robiquet
Fonte
Ópio
Ipeca
Beladona
Café
Quina
Tabaco
Ópio
Os primeiros alcalóides obtidos - Histórico
ALCALOIDES
Classificação e exceções do grupo
Dependendo da rota biossintética podem ser considerados:
ALCALÓIDES 
VERDADEIROS
PROTOALCALÓIDES
PSEUDOALCALÓIDES
Tem como precurssor os aminoácidos Ornitina, Lisina, Fenilalanina, Tirosina, triptofano
Alcaloides que possuem o N fora do heterocíclico 
Alcaloides que não se originam de aminoácidos, mas que incorporam o nitrogênio, vindo de outras vias metabólicas. 
 
Pseudoalcalóides – são aqueles que apresentam o átomo de nitrogênio no heterociclo e não apresentam origem biossintética a partir de aminoácidos.
Classificação biossintética dos alcalóides:
TEOBROMINA
 
 
 
TEOFILINA
CAFEÍNA
CONIINA
 
 
 
 
Protoalcalóides – são aqueles que não apresentam o átomo de nitrogênio no heterociclo e apresentam origem biossintética a partir de aminoácidos.
Classificação biossintética dos alcalóides:
MUSCARINA
Origem biossintética
A maioria dos alcaloides é derivada do metabolismo dos aminoácidos alifáticos (ornitina e lisina) e dos aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina e triptofano). 
ESTRUTURA E QUÍMICA DOS ALCALÓIDES
1
2
3
1
2
3
4
1
2
3
1
2
3
4
1
2
3
DISTRIBUIÇÃO DOS ALCALÓIDES 
São encontrados especialmente em plantas superiores, mas já foram descritos
Organismos marinhos, fungos, bactérias. 
No reino vegetal é encontrado sobretudo nas angiospermas
E as famílias botânicas que se destacam pela presença de alcalóides são:
Amaryllidaceae		Fabaceae		Ranunculaceae
Annonaceae		Lauraceae		Rubiaceae
Apocynaceae		Liliaceae		Rutaceae
Asteraceae		Loganiaceae		Solanaceae
Berbiridaceae		Menispermaceae
Boraginaceae		Papaveraceae
Buxaceae		Piperaceae
Celastraceae		Poaceae
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO E ANÁLISE QUÍMICA
A extração de alcaloides em geral envolve duas etapas: 
Extração propriamente dita
1ª ETAPA
2ª ETAPA
Maceração ou
Extração por Soxhlet
Fracionamento do extrato
ANÁLISE QUÍMICA
Solventes
Metanol ou 
misturas hidroalcoólica
Via úmida
CCD
Partição
Líquido-líquido
REAÇÕES DE IDENTIFICAÇÃO EM FARMACOGNOSIA
COLORIMÉTRICAS
PRECIPITAÇÃO
FLUORESCÊNCIA
 
 
 
FONTES DE ALCALÓIDES
Os alcalóides formam um grupo muito vasto de metabólitos que podem ocorrer tanto em microorganismos como plantas superiores e inferiores e ainda em animais, apesar de nestes últimos ocorrerem com muito menor frequência. 
Distribuem-se por toda a planta, acumulando-se nos tecidos vivos de crescimento ativo, células epidérmicas e hipodérmicas, bainhas vasculares e vasos lactíferos.
Propriedades farmacológicas de 
algumas plantas
 
 
 
 
Alcaloide: Atropina (núcleo: tropano)
Nome cientifico: Atropa belladona
Nome vulgar: Beladona / erva-moura mortal
Parte da Planta: raiz
Atividade Farmacológica: Anticolinérgico
 
 
 
 
Alcaloide: emetina 
Nome cientifico: Cephaelis ipecacuanha 
Nome vulgar: Ipeca
Parte da Planta: raiz
Atividade Farmacológica: emético
Alcaloide:Quinina
Nome cientifico: Cinchona spp.
Nome vulgar:Quina
Parte da Planta:Cascas
Atividade Farmacológica: antimalárico, antitérmico e analgésicos
Núcleo: quinolínico
 
 
 
Alcaloide: Pilocarpina (núcleo: imidazol)
Nome cientifico: Pilocarpus jaborandi
Nome vulgar:Jaborandi
Parte da Planta:Folhas
Atividade Farmacológica: anti-glaucomatoso
Vinca (Catharanthus roseus L.) G. Don) (Apocynaceae), é uma planta reconhecida pela importância na medicina, pois é rica em alcalóides que apresentam ação anticancerígena, antiglicêmica e antitérmica.