Métabolites secondaires

Les métabolites secondaires sont des composés produits par une plante au-delà des mécanismes fondamentaux de croissance et de reproduction. Ils ne sont pas essentiels à la survie de base de chaque cellule, mais régulent l'interaction de la plante avec son environnement, jouant un rôle dans la défense, la signalisation et la protection. Nombre d'entre eux sont les constituants pharmacologiquement actifs qui font des plantes une source de médicaments.

Definition

Les métabolites secondaires sont des composés organiques produits par les plantes qui ne sont pas directement impliqués dans la croissance, le développement ou la reproduction normaux, mais qui remplissent généralement des rôles écologiques et possèdent fréquemment une activité biologique d'intérêt pharmaceutique.

Scope

Ce sujet aborde le concept de métabolisme secondaire (spécialisé) chez les plantes, ses différences avec le métabolisme primaire, les origines biosynthétiques qui organisent les principales classes de composés, et la raison pour laquelle ces molécules sont centrales en pharmacognosie des produits naturels. Il s'agit d'un matériel de référence sur la chimie des plantes, et non d'un guide clinique.

Core questions

• Qu'est-ce qui distingue le métabolisme secondaire du métabolisme primaire ?
• De quelles voies biosynthétiques proviennent les principales classes de métabolites secondaires ?
• Pourquoi les métabolites secondaires sont-ils d'une importance disproportionnée en tant que molécules-guides pour les médicaments ?

Key concepts

• Métabolisme primaire versus métabolisme secondaire
• Rôles écologiques et défensifs
• Production constitutive versus production induite
• Voies du shikimate, du mévalonate, du MEP et des polycétides
• Diversité chimique à partir de précurseurs partagés
• Chimiotaxonomie

Mechanisms

Les métabolites secondaires sont élaborés à partir d'intermédiaires du métabolisme primaire — acétyl-CoA, acides aminés aromatiques et unités isopréniques — qui sont détournés vers des voies dédiées. La voie du shikimate alimente les composés phénoliques et de nombreux alcaloïdes, les voies du mévalonate et du méthylérythritol-phosphate alimentent les terpénoïdes, et les acides aminés sont à l'origine de la plupart des squelettes d'alcaloïdes. L'élaboration enzymatique, l'oxydation et la conjugaison génèrent ensuite la grande diversité structurelle qui caractérise cette classe. La production est souvent régulée au cours du développement et induite par le stress ou les attaques, ce qui est cohérent avec leurs rôles écologiques dans la défense et la signalisation.

Clinical relevance

Étant donné qu'un grand nombre de médicaments sont des métabolites secondaires ou leurs dérivés, cette classe constitue le principal réservoir dans lequel puise la pharmacologie des produits naturels. Cette entrée explique pourquoi la chimie des plantes produit des molécules médicinalement actives ; elle est descriptive et ne constitue pas une base pour le diagnostic, la posologie ou les décisions de traitement.

Evidence & guidelines

Les preuves ici sont de nature chimique et biosynthétique — études d'isolement, élucidation de voies métaboliques et revues des produits naturels en tant que sources de médicaments — plutôt que des preuves issues d'essais cliniques. Les revues documentant la contribution des produits naturels aux médicaments approuvés résument l'importance pratique du domaine.

History

La reconnaissance que les plantes produisent des composés au-delà de ceux nécessaires à leur croissance s'est cristallisée au XXe siècle, à mesure que l'étude biosynthétique cartographiait les voies reliant les intermédiaires primaires aux produits spécialisés. La conceptualisation de ces composés comme fonctionnels sur le plan écologique, plutôt que comme des déchets métaboliques, a remodelé la compréhension de leur diversité et de leur valeur pharmacologique.

Seminal works

• newman-2007
• dewick-2009

Frequently asked questions

Pourquoi sont-ils appelés métabolites 'secondaires' ?

Le terme les distingue des métabolites primaires essentiels à la vie cellulaire de base ; les métabolites secondaires ne sont pas nécessaires à la survie de chaque cellule, mais remplissent des fonctions spécialisées, souvent écologiques.

Les métabolites secondaires sont-ils identiques aux produits naturels ?

En pharmacognosie, les termes se chevauchent fortement : la plupart des 'produits naturels' végétaux d'intérêt pharmaceutique sont des métabolites secondaires, bien que le domaine plus large des produits naturels inclue également des composés provenant de microbes et d'autres organismes.