ӚСІМДІКТЕРДЕ СИНТЕЗДЕЛЕТІН БИОЛОГИЯЛЫҚ БЕЛСЕНДІ ЗАТТАР

(1)

ӘОЖ 577.19

ӚСІМДІКТЕРДЕ СИНТЕЗДЕЛЕТІН БИОЛОГИЯЛЫҚ БЕЛСЕНДІ ЗАТТАР Аманжолов Е., Утеуова І.

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Астана,Қазақстан.

Ӛсiмдiктерде адам денсаулығына пайдалы органикалық қосылыстардың ӛте кӛп түрлері синтезделеді. Оларды синтезделу ерекшелiктерiне байланысты бiрнеше топтарға бӛлуге болады. Кейбiр биологиялық биологиялық белсенді заттар (ББЗ) топтарына химиялық құрамы жағынан бiр-бiрiнен ӛзгеше мыңға жуық қосылыстар енуi де мүмкiн.

Оларға флаваноидтар, флавондар, фитостеролдар, фенолдар, фитоэстрогендер, глюкозинолаттар және индолдар топтары жатады. Ӛкiнiшке орай, бұл қосылыстардың пайдалылығы туралы мәлiметтер тек эпидемиологиялық зерттеулердiң нәтижесiне сүйенiп отыр. Басқаша айтқанда, бiз құрамында осындай қосылыстар жиынтығы бар ӛсiмдiктердiң емдiк немесе профилактикалық қасиетi бар екенiн ғана бiлемiз. Сондықтан қазiргi зерттеулер ӛсiмдiктердегi әрбiр жеке қосылыстың денсаулыққа нақты пайдасын, олар әсер ететiн органды (немесе ұлпаны) және олардың әсерiнiң биохимиялық және молекуларлық механизмдерiн анықтауға бағытталып отыр. Кӛптеген жылдардан берi жүргiзiлген зерттеулер ӛсiмдiктерден табылған биологиялық белсенді заттардың iшiнде антиоксиданттар деп аталатын қосылыстардың адам денсаулығына ғана емес, сонымен қатар ӛсiмдiктердiң ӛздерiнiң ауруларына (патогендер мен қоршаған ортаның қолайсыз факторларына) қарсы тұруында маңызды роль атқаратынын толық дәлелдеп отыр. Бұл қосылыстардың ерекшелiгi мынада. Бiздiң денемiздi құрап тұрған клеткалардың тыныс алу процесiнде тұрақты түрде, белгiлi бiр мӛлшерде еркiн оттегi радикалдары түзiлiп отырады. Оларға супероксид, гидроксил радикалдары, синглеттi оттегi және сутегiнiң тотығы жатады. Олардың барлығы клетка үшiн қауiптi. Дегенмен, осылардың iшiндегi аса қауiптiсi гидроксил радикалы - ол клеткадағы барлық органикалық молекулалармен ӛте жылдам әрекеттесiп, оларды химиялық ӛзгерiстерге ұшыратады. Ең алдымен, бұл радикал клетканы қоршап және қорғап тұрған мембранамен әрекеттесiп, оны ыдыратады.

Нәтижесiнде клетка ӛледi. Клетка iшiнде белоктармен әрекеттесiп, бiркелкi, бiр-бiрiмен байланысып жүрiп жатқан жүздеген химиялық процестердiң қызметiн тоқтатады - бұл да клетка ӛлiмiне алып келедi. Ал, бұл радикалдар нуклеин қышқылдарымен әрекеттескенде ДНҚ молекуласы мутацияға ұшырайды, яғни, ӛзiне тән қызметiн жоғалтады. Мұндай ӛзгерiс адам мен жануарлар денесiнде басқаруға келмейтiн қатерлi iсiк (рак) клеткаларының пайда болуына әкелiп соқтырады. Әрине, ӛсімдіктердің жемісінде кӛп мӛлшерде синтезделетін ӛзімізге белгілі антиоксидант – аскорбин қышқылы немесе С- витамині. Ол сутегі иондарының доноры мен акцепторы ретінде бола алады және оның антиоксиданттық қасиеттері түрлі бос радикалдарды бейтараптандыратын әрекетінің кең спектрімен сипатталады. Липидтерді асқын тотығудан қорғауда аскорбин қышқылы басқа антиоксиданттармен салыстырғанда қуаты әлдеқайда жоғары.

Фенолдар ӛсiмдiктер дүниесiнде кӛп түрлi және кең тараған органикалық қосылыстар болып табылады және олар ӛсiмдiктерде мономерлер және полимерлер түрiнде кездеседi. Олардың молекуласының ароматикалық (бензолдық) ядросында екi және одан кӛп гидроксил топтар болады. Қазiргi күнi фенолдардың түрлерi 4000-ға жуық және олардың кӛпшiлiгi флавоноидтар (қос сақиналы гетероциклдар) ретiнде белгiлi. Ӛз кезегiнде флавоноидтар кӛбiнесе гликозидтер түрiнде кездеседi. Гликозидтi флавоноидтар - антоцианиндер ӛсiмдiктердiң әртүрлi ұлпаларына қызыл, кӛк және күлгiн түс беретiн пигменттер болып табылады. Гүлдерге, жемiстерге, дәндерге және жапырақтарға әдемi түс берумен қатар флавоноидтар ӛсiмдiктер мен микробтардың сигналдық қатынастарда маңызды роль ойнап, тағамға ерекше дәм бередi және аса қауiптi ультракүлгiн сәулесiнен қорғайды, антимикробтық агент ретiнде ӛсiмдiктiң патогендерге қарсылығын күшейтедi.

(2)

Антоциандық пигменттер мен флавонолдардың жақсы зерттелген физиологиялық қызметi тозаңдатқыштарды (насекомдарды) гүлге елiктету және дәндерге түс беру болып табылады. Флавоноидтар тағаммен бiрге адам мен жануарлардың денесiне түскенде ерекше белсендiлiк кӛрсетедi - ағзаға келтiретiн пайдасы ӛте маңызды. Соя дақылынан жасалған тағамдарда болатын изофлавоноидтар қатерлi iсiктердiң (рак) алдын алуда ӛте үлкен әсерi бар екенi дәлелденген. Ал, флавоноидтардың қою қызыл шарапта болатын стилбендер деген түрлерi жүрек ауруларын болдырмауға кӛп кӛмегiн тигiзедi.

Танниндер ӛсімдіктердің полифенолдарына жатады. Оларды теріні ӛңдеуге қолданады. Олар кейбір ағаштардың (үйеңкі) қабығында кӛп мӛлшерде жасалады.

Танниндердің фенол топтары пептидтің –NH-топтарымен сутегілік байланыстар арқылы белоктармен тығыз байланысады және оны ыдыратушы ферменттер үзе алмайды.

Танниндердің пайда болу процесінде таннин терінің коллагенімен байланысып, кәдімгі тері дүниеге келеді. Солай пайда болған тері микроорганизмдердің шабуылына тӛзімді болып шығады. Монолигнол деп аталатын фенолдар бiр-бiрiмен полимеризацияланғанда ӛсiмдiктердiң ағаштанатын клеткаларының қабықшасының құрамына кiретiн лигнан мен лигниннің шикізаты болып табылады және олардың полимеризациясын лигнификация деп атайды. Гетерогендi лигниндер ағашты ӛсiмдiктердiң камбий және трахеидтердiң (ксилема элементтерi) клетка қабықшасының, сонымен қатар флоэма талшықтарының құрамды бӛлiктерi болып табылады. Сонымен қатар олар фенокси-радикалдарды байланыстыратындықтан антиоксиданттық және ӛсiмдiк зиянкестерін ӛлтiре алатын биоцидтiк қасиет кӛрсетедi. Сонымен қатар, лигнандар дән қабықшаларында, гүлдерде, сабақта, жапырақта, тамырда және басқа да ӛсiмдiк мүшелерiнде кездеседi. Дегенмен олар шӛптiк ӛсiмдiктермен салыстырғанда ағашты ӛсiмдiктерде ӛте кӛп синтезделедi және олардыңкейбiреулерi адам денсаулығы үшiн маңызы бар.

Каротеноидтар сары мен қызыл арасындағы түстердi беретiн ӛсiмдiктердiң пигменттерi. Алғашқы ашылған b-каротен пигментi сәбiзден табылған болғандықтан жалпы каротеноидтар деген ат ағылшынның “carrot” деген сӛзiнен шыққан (ол “сәбiз”

деп аударылады). Каротеноидтардың кӛпшiлiгi 40 кӛмiртегi атомдарынан тұрады.

Каротеноидтарды қанықпаған кӛмiрсулар болып табылатын - каротиндер және құрамында оттегi атомы бар - ксантофильдер деп 2 топқа бӛлуге болады. Ксантофильдер каротиндердiң туындылары болып табылады. Каротеноидтардың арасында қатерлі ісіктерді болдырмаудың алдын алуда ерекше роль атқаратын лейкопин деген каротеноид екені кӛптеген зерттеулердің нәтижесінде дәлелденіп отыр. Оның молекуласы май қышқылдары секілді кӛп қанықпаған, яғни оның құрамында ӛте кӛп қос байланыстар бар.

Осы байланыстар оған кошті антиоксиданттық қасиет береді. Лейкопин қызанақта ең кӛп мӛлшерде синтезделеді. Ол қызыл түсті каротин болғандықтан қарбыз, тәтті қызыл бұрыш секілді кӛкӛністерде де синтезделеді. Қызанақтан алынатын кетчуп, паста және шырыны секілді ӛнімдерде лейкопиннің антиоксиданттық қасиеті жақсы сақталады. Сары пигмент болып табылатын лютеин және зеаксантин каротеноидтары клетканы бұзатын кӛгiлдiр сәуленiң әсерiнен қорғайды. Бұл каротеноидтар шпинатта, жапырақты кӛкӛнiстерде және жемiстерде кӛп болады. Ӛсiмдiк талшықтары (fibre) әсiресе соядан жасалған тағамдарда, одан кейiн жемiстерде, кӛкӛнiстерде, астық тұқымдастардың бүтiн дәндерiнде кӛп болады.

Ӛсiмдiк талшығы тiк iшектегi және ӛкпедегi iсiктердiң ӛсуiн тежейдi. Соя дақылында талшықтармен қатар фитоэстрогендер, фитостеролдар және сапониндер кӛп синтезделедi.

Ӛсiмдiктерде фитоэстрогендердiң екі түрi - изофлавондар мен лигнандар жасалады, олар қатерлi iсiктiң дамуын тежейтiн қасиет кӛрсетедi. Изофлавондар сояда, ал, лигнандар бүтiн дәндерде, жемiстерде және кӛкӛнiстерде кӛп болады.

Токоферолдар.Ӛте күштi антиоксидант болып табылатын токоферолдар 4 түрге бӛлiнедi. Олар a-, g-, b- және s-токоферолдар. б-Токоферол Е-витаминi болып табылады.

Олар бiр-бiрiнен ароматикалық сақинадағы метил топтарының санымен ерекшеленедi. б- Токоферол майда ериді, оның негізгі орналасатын жері (локализациясы) – биологиялық мембраналардың гидрофобты қабаты. Токоферолдар амфипатикалы молекулалар, яғни

(3)

олардың бiр ұшы липофильдi, ал, екiншi ұшы гидрофильдi болады. Сондықтан бұл витаминдердiң липофильдi ұшы жасушаның және органоидтардың мембранасының тереңiнде орналасады да, гидрофильдi ұшы мембрананың бетiнде қалады. Биологиялық мембраналардағы токоферолдардың қызметi – липидтердiң тотығуының нәтижесiнде кӛп қанықпаған май қышқылдарынан еркiн радикалдар түзiп отыратын реакцияларды тежейді.

Антиоксиданттық белсендiлiгi бойынша токоферолдар мынадай тәртiппен a > b = g > s орналасады. Осы тәртiпке сәйкес олар 220 (a), 120 (b), 100 (g) және 30 (s) кӛп қанықпаған май қышқылдарының молекулаларын тотығудан қорғап отырады, яғни олардың iшiнде a- токоферол ӛте белсендi деген сӛз. Сонымен қатар, Е-витамині – қуатты антимутаген.

Токоферолды күнделiктi 250 мг мӛлшерiнде пайдалану жүрек, қатерлi iсiк ауруларының, тiптен СПИД-тiң бетiн қайтаруға кӛмектеседi екен. Токоферолдардың мӛлшерi ӛсiмдiктердiң түрi мен мүшесiне байланысты ӛте қатты ӛзгередi. Альфа-токоферолдың пайыздық мӛлшерi ӛсiмдiктердiң жапырақтарында кӛп синтезделедi. Бұл күштi антиоксиданттың жарпырақта кӛп болуы фотосинтетикалық аппаратпен байланысты болуы мүмкiн.

Несеп қышқылы(мочевая кислота). Кӛп уақыт бойы несеп қышқылының антиоксиданттық қасиетіне кӛңіл аударылмай келді. Қазiргi күнi ол аса күштi антиоксидант ретiнде танылып отыр. Аса күштi антиоксиданттар - акорбин қышқылы мен глутатионмен салыстырғанда оттегi радикалдарын бұл қышқылдың әлдеқайда аз мӛлшерiнің ӛзі-ақ белсендi түрде бейтараптандырып отырады. Несеп қышқылы ӛсiмдiктерде бос күйiнде жиналатыны әлi байқалмаған. Бiрақ, ол пуриндердiң (нуклеїн қышқылдарының) ыдырауының нәтижесінде түзiлiп отырады. Арнайы ферменттер гуанин немесе аденінді гипоксантинге айналдырады. Гипоксантин ксантидегидрогеназа ферментінің белсенділігімен ксантинге, одан ары несеп қышқылына айналады:

Гипоксантин Ксантин Несеп қышқылы (бір оттегі атомы) (екі оттегі атомы) (үш оттегі атомы)

Бұл қышқыл одан ары арнайы ферменттер арқылы аллантои қышқылы және аллантоинға айналады. Ӛсiмдiк клеткасында тотығу стресi туа қалса несеп қышқылы антиоксидант ретiнде оттегi радикалдарының әсерiмен ферментсiз тотығып, аллантоин қышқылына айналады. Соңғы екi қосылыс ӛсiмдiктер үшiн азоттың тасымалданушы түрi және қоры ретiнде жиналады, әсiресе бұршақ тұқымдастарының дәндерiнде. Ӛсiмдiк дәндерiнен немесе тамырынан бӛлiнiп алынған аллантоин адам ұлпаларын саулықтырады, қабынуға қарсы ем ретiнде пайдаланылады. Аллантоин терiге екi түрлi әсер етедi - мүйiз қабатын жұмсартып, ӛлген клеткалардың ұлпадан бӛлiнiп кетуiн жеңiлдетедi, Ұлпалардың жаңаруын тездетедi. Аллантоинды терiнi жұмсартып, шаштардың түбiрiн қатайту үшiн косметикалық заттарға қосады. Әсiресе, жел қаққан немесе күнге күйген терiні қалпына келтiруде белсендiлiк кӛрсетедi. Аллантоинның мӛлшерi кофе дәндерiнде жоғары. Оның мӛлшерi пiспеген кофе дәндерiнiң бiр грамында 410 – 580 микрограмм болса, пiскен дәндерде 420 – 480 микрограмм шамасында болады. Тірі организмдерде несеп қышқылы ферментсіз, оттегі радикалдарын бейтараптандырып, ӛзі тотығып, аллантоинға айналады.

Сонымен қатар, уриказа деген фермент те несеп қышқылын аллантоинға айналдырады.

Бірақ, осындай ӛзгерістің ферменттік жолы қалыпты жағдайда жүретін процесс болса керек, ал, тотығу процесі кезінде несеп қышқылы ферментсіз тотығады. Несеп қышқылы адам қанының плазмасындағы ең күшті антиоксидант болып есептеледі, ол аса күшті

(4)

тотықтырғыш пероксинитриттен белсенді түрде қорғайды, ал, плазмадағы басқа антиоксиданттардың пероксинитриттен сондай деңгейде қорғауы үшін олардың мӛлшері плазмада әдеттен тыс, несеп қышқылынікінен әлдеқайда жоғары болуы керек екен.

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

1. Әліқұлов З., Әлтайұлы С., Сегізбаева Г.Ж. Ӛсімдіктердегі биологиялық белсенді қосылыстардың маңызы. // Вестник ЕНУ им. Гумилева, №6 (67), 2008. – С. 53-65.

2. Alikulоv Z. Oxidative stress in plants. // Reports of the International Conference III Humboldt-Kolleg. Astana, 21-25 September, 2010. - P. 17-24.

3. Георгиевский В.П., Комиссаренко В.Е., Киселев В.Е. Биологически активные вещества лекарственных растений Южной Сибири. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1990. - 330 с.

4. Ионов И.А. Витамины Е и С, как компоненты антиоксидантной системы эмбрионов птиц и млекопитающих. Укр. биохим. журн., № 5-6, 1997. – С. 3-11.