تبلیغات
انجمن علوم و فنون پارس - مهندسى تولید متابولیت هاى ثانویه
مهندسى تولید متابولیت هاى ثانویه | زراعت و اصلاح نباتات , باغبانی ,
 نگاهى به مهندسى تولید متابولیت هاى ثانویه 

بعضى از موجودات زنده خصوصاً گیاهان، طیف وسیعى از تركیبات موسوم به متابولیت هاى ثانویه را تولید مى كنند. در مفهوم كلى، متابولیت هاى ثانویه تركیباتى آلى هستند كه نقش ضرورى در رشد و نمو موجود زنده ندارند. گیاهان براى بیوسنتز این مواد انرژى زیادى را به كار مى برند. زمانى كه این تركیبات اثرى بر رشد و تمایز گیاه نداشته باشند، قاعدتاً باید منافع دیگرى داشته باشند. مطالعه در زمینه وظایف این تركیبات در گیاهان، یك موضوع جذاب و مهم براى بسیارى از پروژه هاى تحقیقاتى شده است و نقش اكولوژیكى تعدادى از این تركیبات مورد بررسى و تحقیق قرار گرفته است. با مطالعاتى كه تاكنون صورت گرفته است، به نظر مى رسد كه متابولیت هاى ثانویه، به عنوان موادى طبیعى، نقش اكولوژیكى مهمى در واكنش هاى دفاعى گیاهان و همچنین گرده افشانى و انتشار دانه هاى گیاهان به وسیله حشرات و حیوانات دارند. بعضى از این تركیبات به عنوان علف كش و حشره كش در صنعت استفاده مى شوند در حالى كه برخى دیگر كاربرد صنعتى ندارند. دسته بزرگى از متابولیت هاى ثانویه كاربرد دارویى و پزشكى دارند. تركیبات دیگرى از این گروه نیز نقش مهمى در تغذیه انسان و دام دارند.

 تفاوت هاى متابولیت هاى ثانویه با متابولیت هاى اولیه

سلول ها خصوصاً سلول هاى گیاهى دو دسته از تركیبات را تولید مى كنند؛ متابولیت هاى اولیه و متابولیت هاى ثانویه.

 متابولیت هاى اولیه

متابولیت هاى اولیه مستقیماً در رشد و متابولیسم درگیر هستند و شامل كربوهیدرات ها، لیپیدها، پروتئین ها و اسیدهاى نوكلئیك مى شوند. در گیاهان متابولیت هاى اولیه طى فرایند فتوسنتز تولید شده و سپس در ساخت تركیبات سلول نقش آفرینى مى كنند. این تركیبات در حجم زیاد و با ارزش اقتصادى پائین تولید مى شوند و عمدتاً به عنوان ماده خام صنعت، موادغذایى و افزودنى ها كاربرد دارند. روغن هاى گیاهى، اسیدهاى چرب (براى ساخت صابون و شوینده ها) و كربوهیدرات هایى مانند ساكاروز، نشاسته، پكتین و سلولز مثال هایى از متابولیت هاى اولیه هستند. قیمت این قبیل تركیبات به طور میانگین دو دلار در هر كیلو بوده و تولید آنها در حجم انبوه امكان پذیر است. البته برخى از متابولیت هاى اولیه مانند میواینوزیتول و بتاكاروتن گران هستند كه علت قیمت بالاى آنها، سختى استخراج و تخلیص آنها است.

  متابولیت هاى ثانویه

متابولیت هاى ثانویه از بیوسنتز متابولیت هاى اولیه به دست مى آیند و به عنوان تركیبات فرعى و انتهایى متابولیسم اولیه در نظر گرفته مى شوند. همچنین این تركیبات در فرآیندهاى متابولیسمى وارد نمى شوند. مهمترین متابولیت هاى ثانویه آلكالوئیدها، فنولیك ها، روغن هاى ضرورى، استروئیدها، لیگنین ها، تانن ها و فلاوونوئیدها هستند. متابولیت هاى ثانویه عمدتاً در گونه ها و خانواده هاى خاصى از سلسله گیاهان تولید مى شوند. این تركیبات به مقدار كمى در سلول ذخیره شده و عمدتاً در سلول هاى تخصصى و در مرحله خاصى از چرخه زندگى گیاه تولید مى شوند و همین امر استخراج و تخلیص آنها را در مقایسه با متابولیت هاى اولیه كه در تمام سلول ها تولید مى شوند، دشوار مى كند. گیاهان دارویى از لحاظ میزان متابولیت هاى ثانویه بسیار غنى هستند و تركیبات آنها را در انگلیسى Medicinal یا Officinal مى نامند. این تركیبات كه از گروه متابولیت هاى ثانویه هستند، اثرات فیزیولوژیكى عمیقى بر پستانداران دارند و از مهمترین تركیبات دارویى هستند. از این گیاهان و اثرات فیزیولوژیك تركیبات موثره آنها به عنوان داروى خوراكى استفاده شده و در نتیجه این تركیبات، داروهاى گیاهى یا داروهاى طبیعى نام گرفته اند. استفاده از داروهاى با منشاء گیاهى بدون انجام فرآورى خاصى، یعنى استفاده از پودر گیاه یا مواد موثره آن بدون خالص سازى عصاره گیاهى، از قدیم رواج داشته و حتى در حال حاضر و در پزشكى مدرن از طیف وسیعى از داروهاى با منشاء گیاهى استفاده مى شود. گرچه تعدادى از این داروها به طور مصنوعى براى مصارف ساخته مى شوند ولى هنوز بسیارى از آنها از منابع طبیعى به دست مى آیند. به محض اینكه اثر فیزیولوژیك یك گیاه دارویى خاص كشف شود، تلاش ها براى یافتن خصوصیات دقیق شیمیایى ماده موثره آن (داروى گیاهى) و در پى آن، یافتن روش تولید شیمیایى این تركیبات به طور تجارتى صورت مى گیرد. براى تعیین خصوصیات شیمیایى و شناسایى یك متابولیت ثانویه، جداسازى آن به صورت كاملاً خالص الزامى و اولین قدم است. روش هاى جداسازى گوناگون و مراحل آن اكثراً طولانى است. متابولیت هاى ثانویه به صورت خالص و با نسبت هاى مشخص در پزشكى استفاده مى شوند. البته در كنار خالص سازى مواد موثره گیاهان دارویى، آنها بدون تغییر نیز در سامانه هاى مختلف تهیه دارو استفاده مى شوند. این نكته را نباید فراموش كرد كه در كنار متابولیت هاى ثانویه، تعدادى از متابولیت هاى اولیه نیز اثرات فیزیولوژیكى قوى دارند. اكثر این تركیبات پروتئینى بوده و عملكردهاى مختلفى دارند. هورمون ها و زهرمارها مثال هایى از پروتئین هاى با اثرات فیزیولوژیكى قوى هستند. آنتى بیوتیك ها، واكسن ها و تعدادى از پلى ساكاریدها كه نقش هورمونى دارند، از جمله متابولیت هاى اولیه با اثر فیزیولوژیكى قابل ملاحظه هستند.

ادامه مطلب در فایل زیر :

برای دریافت فایل " نگاهى به مهندسى تولید متابولیت هاى ثانویه  " روی تصویر زیر کلیک کنید :



نوشته شده توسط کشاورزی 1 در سه شنبه 30 آذر 1389 و ساعت 10:10 ق.ظ
نوشته های پیشین
+ شیر آب جادویی+ هنر اندازه گیری و مدل سازی در آزمایش مودال و مشکلات آن-1+ فرهنگ مصرف در ایران+ ذخایر اورانیوم ایران ( Iran uranium )+ پهپاد ( UAV ) ؟ ؟+ نگاهی به "سبك زندگی" ترویجی سینما و تلویزون و رابطه آن با "جمعیت"+ پهباد (UAV)+ ساخت ربات مسیریاب+ شبیه سازی بویلر زغال سنگ سوز به کمک نرم افزار EES (قسمت 4)+ شعار سال 91+ سال نو مبارک+ کمپین خودجوش دانشجویان ایرانی برای همکاری داوطلبانه با سازمان انرژی اتمی+ بررسی رفتار غیر خطی سازه در تست مودال+ عید غدیر مبارک+ ارائه یك طرح نوین مهندسی جهت مدیریت ناوگان اتوبوسرانی درون شهری+ مبارزه بیولوژیک، راهی بسوی توسعه پایدار کشاورزی+ سوخت بیودیزل چیست ؟+ عید فطر مبارک+ کاربرد نانوتکنولوژی در کشاورزی+ دیدار رهبر معظم انقلاب اسلامی امام خامنه ای، با اساتید دانشگاه ها+ علائم کمبود و بیشبود (مسمومیت) عناصر غذایی پرمصرف اصلی در گلخانه ها+ شبیه سازی بویلر زغال سنگ سوز به کمک نرم افزار EES (قسمت 3)+ بن سای ( درختان مینیاتوری )+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت سوم+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت دوم+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت اول+ بستر كشت گیاهان گلخانه ای + List of Papers from IOMAC2009+ تکنیک‌های تهیه و تولید کشت آگار + مزایای كشت گلخانه‌ای

صفحات: