Metabolismo secundário em plantas medicinais.

Os produtos naturais são moléculas pequenas encontradas em vários tipos de organismos tais como bactérias, fungos, plantas e outros. São utilizados no tratamento de problemas de saúde para os humanos, incluindo doenças infecciosas, neurológicas, cardiovasculares, metabólicas e oncológicas (Zhou et al. 2008).

As plantas produzem uma grande variedade de compostos químicos, os quais são divididos em dois grupos, metabólitos primários e secundários. O metabolismo primário é considerado como uma serie de processos envolvidos na manutenção fundamental da sobrevivência e do desenvolvimento, enquanto o metabolismo secundário consiste num sistema com importante função para a sobrevivência e competição no ambiente (Dixon 2001).

Os metabólitos secundários nas plantas são compostos químicos não necessários para a sobrevivência imediata da célula, mas serve como uma vantagem evolucionaria para a sua sobrevivência e reprodução. Alguns metabólitos secundários só estão presentes em determinadas espécies e cumprem uma função ecológica específica, como por exemplo, atrair os insetos para transferir-lhes o pólen ou a animais para que estes possam consumir seus frutos e assim poder disseminar suas sementes. Também podem atuar como pesticidas naturais de defesa contra herbívoros ou microorganismos patogênicos, além de agentes alelopáticos (responsáveis por favorecer a competição com outras plantas), também podem sintetizar metabólitos secundários em resposta a dano em algum tecido da planta, assim como proteção para a luz UV e outros agentes físicos agressivos, incluindo sinais para a comunicação entre plantas com microorganismos simbiontes.

Além disso, os produtos secundários das plantas compreendem uma riqueza de compostos interessantes para o ser humano, pois tem grande aplicabilidade por seus efeitos terapêuticos. Os metabólitos secundários tem a característica de se acumularem em órgãos específicos ou em certas fases do desenvolvimento, eles representam menos de um por cento do total da massa seca.

Alguns compostos são abundantes em varias espécies de plantas, tais como muitos compostos fenólicos. Entretanto os alcalóides são produzidos por algumas famílias ou por determinadas espécies. Aproximadamente 100.000 metabólitos já são conhecidos, com cerca de 4.000 novos que estão sendo descobertos a cada ano (Verpoorte et al. 2000). Existe grande quantidade de tipos de metabólitos secundários em plantas e podem ser classificados segundo a presença ou não de nitrogênio na sua composição.

Os três grupos de metabólitos secundários mais importantes em plantas são os terpenos (um grupo dos lipídios), compostos fenólicos (derivados dos carboidratos) e os alcalóides (derivados dos aminoácidos, principais constituintes das proteínas). Os terpenos derivam do isopentenil difosfato (IPP) e se conhecem 25.000 estruturas. Os alcalóides, em torno de 12.000, contem um ou mais átomos de nitrogênio e derivam principalmente dos aminoácidos. Aproximadamente 8.000 compostos fenólicos são provenientes das vias biossintéticas do shikimato ou do malato/acetato. Muitos são importantes como toxinas ou inibidores de alimentação e assim podem contribuir à sobrevivência da planta.

Existem metabólitos secundários que tem estruturas ou origem similar aos primários, exercendo funções semelhantes, como por exemplo, o ácido caurenóico e o ácido abiético, ambos formados por uma seqüência de reações enzimáticas semelhantes. O ácido caurenóico é considerado um metabólico primário porque é um intermediário essencial na síntese de giberelinas (hormônio), o ácido abiético é um componente da resina de alguns grupos de Fabaceae e Pinaceae, sendo por tanto um metabólito secundário. Outro exemplo é a prolina, considerada como um metabólito primário, análogo ao ácido pipecólico, um alcalóide. A lignina é um polímero estrutural essencial da madeira e é o segundo composto mais abundante nas plantas depois da celulose, considerado mais um metabólito secundário que primário, pois para as plantas não vasculares, a lignina não é um composto essencial na sua sobrevivência.

Referências
DIXON, R. A. 2001. Natural products and plant disease resistance. Nature, 411:843–847.
VERPOORTE, R. 2000. Molecular cloning and analysis of stritosidine β-D.Glucosidade, an enzyme in terpenoid indole alkaloid biosynthesis in Catharantus roseus. J. Biol. Chem., 275: 3051-3056.
ZHOU, H.; XIE, X.; TANG, Y. 2008. Engineering natural products using combinatorial biosynthesis and biocatalysis. Current Opinion in Biotechnology, 19:590–596. Pharmacol. 4: 29-34.