Фитохимия и химия растений
Фитохимия — это раздел фармакогнозии, изучающий химические компоненты растений: как они биосинтезируются, как их выделяют и идентифицируют, и какие из них обладают биологической активностью, имеющей отношение к медицине. Она связывает природное разнообразие растительных метаболитов с работой по поиску лекарств и контролю качества в фармацевтических науках.
Definition
Фитохимия — это систематическое химическое исследование соединений, продуцируемых растениями, включающее их биосинтетическое происхождение, выделение, структурную характеристику и взаимосвязи структура-активность, которые делают определенные классы фармакологически важными.
Scope
Эта область знакомит читателя с химией соединений растительного происхождения: различием между первичным и вторичным метаболизмом, основными структурными классами вторичных метаболитов (алкалоиды, фенольные соединения, терпеноиды и гликозиды), а также принципами экстракции, разделения и установления структуры. Она представляет эти знания как справочную основу для фармакогнозии природных продуктов, а не как руководство по клиническому назначению.
Sub-topics
Core questions
- Какие структурные классы вторичных метаболитов растений существуют и как они биосинтетически связаны?
- Как экстрагируются, разделяются и определяются структуры растительных компонентов?
- Как метаболиты растений способствуют открытию лекарств и стандартизации растительных препаратов?
Key concepts
- Первичный и вторичный метаболизм
- Биосинтетические пути (шикиматный, мевалонатный/МЭФ, поликетидный, производные аминокислот)
- Экстракция и фракционирование
- Хроматографическое разделение
- Спектроскопическое установление структуры
- Взаимосвязь структура-активность
- Хемотаксономия
- Стандартизация и маркерные соединения
Mechanisms
Химия растений основана на небольшом числе биосинтетических путей, которые генерируют огромное структурное разнообразие. Шикиматный путь поставляет ароматические предшественники для фенольных соединений и многих алкалоидов; мевалонатный и метилэритритол-фосфатный пути поставляют изопреноидные единицы для терпеноидов; аминокислоты являются основой большинства алкалоидных скелетов; а сахара конъюгируются с агликонами для образования гликозидов. Практические рабочие процессы включают экстракцию и распределение растворителями, хроматографическое фракционирование, установление структуры с помощью спектроскопии, часто с использованием биологических анализов для отслеживания активности до определенной молекулы.
Clinical relevance
Значительная доля фармацевтических препаратов имеет растительное происхождение или вдохновлена растениями, поэтому фитохимические знания лежат в основе как открытия лекарств, так и контроля качества растительных продуктов. Как справочная область, она объясняет, откуда берутся лекарства растительного происхождения и как характеризуются их активные компоненты; это описательная информация, а не основа для индивидуальной диагностики, дозирования или принятия решений о лечении.
Evidence & guidelines
Доказательная база здесь является лабораторной и химической, а не клинической: она включает отчеты о выделении, биосинтетические исследования и литературу по аналитическим методам, а также фармакопейные монографии, стандартизирующие растительное сырье. Обзоры природных продуктов как источников лекарств документируют давний вклад химии растений в фармакопею.
History
Фитохимия выросла из выделения в начале XIX века чистых растительных принципов, таких как морфин и хинин, которые показали, что активность проявляют определенные молекулы, а не сырые лекарства. В течение XX века хроматография и спектроскопия превратили эту область из трудоемкой кристаллизации в систематическое установление структуры, а биосинтетические исследования прояснили, как возникают основные классы метаболитов.
Related topics
Seminal works
- newman-2007
- dewick-2009
- harborne-1998
Frequently asked questions
- Чем фитохимия отличается от фармакогнозии?
- Фармакогнозия — это более широкое исследование лекарств из природных источников; фитохимия — это ее химическое ядро, сфокусированное конкретно на выделении и характеристике молекулярных компонентов растений.
- Почему существует так много различных растительных соединений?
- Ограниченный набор биосинтетических путей разрабатывается разнообразными ферментами и химическими модификациями, поэтому несколько потоков предшественников генерируют тысячи различных алкалоидов, фенольных соединений, терпеноидов и гликозидов.