TEMA 12. METABOLITOS DE INTERÉS. METABOLISMO SECUNDARIO.
PRODUCTOS Y ENZIMAS DE USO INDUSTRIAL
Dependemos de las plantas para obtener multitud de productos industriales. Se están creando
últimamente bioplásticos principalmente basados en vegetales. Industria aislante,
agroalimentaria…
Metabolismo secundario.
El metabolismo primario produce las biomoléculas esenciales de todos los individuos sin los
cuales el organismo no puede vivir; el secundario produce otro tipo de moléculas que no son
imprescindibles para la supervivencia del individuo aislado pero ayudan en sus relaciones con el
entorno y con el medio ambiente, con otros individuos; por ejemplo, pueden ser sustancias de
tipo aromas para atraer polinizadores o liberación de sustancias alelopáticas. Por tanto, el
metabolismo secundario más relacionado con las interacciones entre organismos. El
metabolismo primario está presente en todas las especies y en todo momento, el secundario es
diferente entre especies y varía durante el ciclo de vida de la planta. Depende mucho de la
especie y del tipo de metabolito secundario.
Tres grandes grupos de moléculas producidas en metabolismo secundario:
- Compuestos isoprenoides o terpenos. Basados en el isopreno, que pulveriza y puede
formar compuestos más o menos complicados como el betacaroteno, o más o menos
simples como el mentol.
- Compuestos fenólicos. Basados en el fenol, molécula de benzeno con un sustituyente
hidroxilado.
- Compuestos nitrogenados. Moléculas que tienen nitrógeno en su composición. Dentro
de estos compuestos, los hay muy variados.
Funciones del metabolismo secundario: facilitan las relaciones ecológicas de las plantas:
- Defensa contra herbívoros y microorganismos patógenos.
- Atracción de polinizadores. Flores llamativas para atraer, colores, olores, etc.
- Favorecen la dispersión de semillas.
, - Libera sustancia alelopáticas e inhibe el crecimiento de individuos circundantes. De esta
forma se aseguran los recursos de la zona y evitan la competencia entre plantas.
- Liberan sustancias que favorecen el establecimiento de relaciones simbióticas.
- Soporte estructural, como lignina. Es una molécula que da rigidez a las paredes
celulares, es súper compleja y está formada por compuestos fenólicos. Actúa como
soporte estructural. Puede ser discutido si es del todo imprescindible.
CARBOHIDRATOS DE INTERÉS INDUSTRIAL
Los más simples (monosacáridos y oligosacáridos) se suelen utilizar en industria farmacológica
y alimentaria. Otros actúan como humectantes, que mantienen la textura de los compuestos
donde se encuentran ya que evitan la deshidratación, como la glucosa. El sorbitol está
descubierto en plantas pero actualmente se obtiene mediante modificación enzimática
industrial: se obtiene almidón de maíz o patata, se hidroliza enzimáticamente mediante
hidrolasas, se libera glucosa y esta glucosa mediante otra reacción enzimática, reduce el grupo
aldehído a alcohol y se obtiene sorbitol. Esto se hace para no cargarnos todas las plantas donde
se encuentran estas bayas de donde proviene realmente el sorbitol. Otro compuesto es el xilitol,
que se descubrió y aún se usa en corteza de abedul; a partir de la corteza se saca xilosa, que se
modifica enzimáticamente y se obtiene xilitol. Además, presenta el mismo valor endulzante que
la sacarosa.
Encontramos por otro lado los disacáridos tradicionales, como la sacarosa, la maltosa y la
lactosa.
También tenemos polisacáridos de interés industrial. Son menos conocidos, excepto la celulosa
que tiene muchas aplicaciones como la industria textil, industria papelera, etc. Encontramos
también los biocombustibles de primera (energía a partir de las partes que nos comemos de la
planta), segunda, tercera y cuarta generación. Otros, provenientes de polisacáridos, pueden ser
nitrocelulosa o celuloide (se obtiene a partir del algodón mediante algunas modificaciones
químicas y enzimáticas).
Almidón. Espesante por la cantidad de puentes de hidrogeno que hay entre todas las glucosas
que lo conforman. Refuerza el tejido de las prendas también con puentes de hidrogeno
(almidonar las camisas). Blanqueante, se utiliza cuando se hacen los folios. Sustancia absorbente
en jabones y detergentes.
Otro grupo es el de los heteropolisacáridos formados todos por glucosa y algunos otros
sacáridos. Hemicelulosa y pectina. Hemicelulosas en pared celular vegetal refuerzan las
interacciones entre los elementos de la pared (une las fibras de celulosa), aumentan la
resistencia de la pulpa celulósica para la fabricación de papel o cartón. Pectinas como agente
gelificante, son moléculas que por el tipo de estructura que tienen, presentan una función
estructural muy importante.
Por último, otros polisacáridos que podemos encontrar son las gomas, que se usan en
medicamentos demulcentes que son protectores de mucosas; el agar, proveniente de algas
rojas, que actúa como agente espesante en la industria alimentaria, como medio de cultivo
bacteriano, para hacer adhesivos y también como laxante; y por último el sulfato de heparina,
que actúa como anticoagulante de la sangre.
PRODUCTOS Y ENZIMAS DE USO INDUSTRIAL
Dependemos de las plantas para obtener multitud de productos industriales. Se están creando
últimamente bioplásticos principalmente basados en vegetales. Industria aislante,
agroalimentaria…
Metabolismo secundario.
El metabolismo primario produce las biomoléculas esenciales de todos los individuos sin los
cuales el organismo no puede vivir; el secundario produce otro tipo de moléculas que no son
imprescindibles para la supervivencia del individuo aislado pero ayudan en sus relaciones con el
entorno y con el medio ambiente, con otros individuos; por ejemplo, pueden ser sustancias de
tipo aromas para atraer polinizadores o liberación de sustancias alelopáticas. Por tanto, el
metabolismo secundario más relacionado con las interacciones entre organismos. El
metabolismo primario está presente en todas las especies y en todo momento, el secundario es
diferente entre especies y varía durante el ciclo de vida de la planta. Depende mucho de la
especie y del tipo de metabolito secundario.
Tres grandes grupos de moléculas producidas en metabolismo secundario:
- Compuestos isoprenoides o terpenos. Basados en el isopreno, que pulveriza y puede
formar compuestos más o menos complicados como el betacaroteno, o más o menos
simples como el mentol.
- Compuestos fenólicos. Basados en el fenol, molécula de benzeno con un sustituyente
hidroxilado.
- Compuestos nitrogenados. Moléculas que tienen nitrógeno en su composición. Dentro
de estos compuestos, los hay muy variados.
Funciones del metabolismo secundario: facilitan las relaciones ecológicas de las plantas:
- Defensa contra herbívoros y microorganismos patógenos.
- Atracción de polinizadores. Flores llamativas para atraer, colores, olores, etc.
- Favorecen la dispersión de semillas.
, - Libera sustancia alelopáticas e inhibe el crecimiento de individuos circundantes. De esta
forma se aseguran los recursos de la zona y evitan la competencia entre plantas.
- Liberan sustancias que favorecen el establecimiento de relaciones simbióticas.
- Soporte estructural, como lignina. Es una molécula que da rigidez a las paredes
celulares, es súper compleja y está formada por compuestos fenólicos. Actúa como
soporte estructural. Puede ser discutido si es del todo imprescindible.
CARBOHIDRATOS DE INTERÉS INDUSTRIAL
Los más simples (monosacáridos y oligosacáridos) se suelen utilizar en industria farmacológica
y alimentaria. Otros actúan como humectantes, que mantienen la textura de los compuestos
donde se encuentran ya que evitan la deshidratación, como la glucosa. El sorbitol está
descubierto en plantas pero actualmente se obtiene mediante modificación enzimática
industrial: se obtiene almidón de maíz o patata, se hidroliza enzimáticamente mediante
hidrolasas, se libera glucosa y esta glucosa mediante otra reacción enzimática, reduce el grupo
aldehído a alcohol y se obtiene sorbitol. Esto se hace para no cargarnos todas las plantas donde
se encuentran estas bayas de donde proviene realmente el sorbitol. Otro compuesto es el xilitol,
que se descubrió y aún se usa en corteza de abedul; a partir de la corteza se saca xilosa, que se
modifica enzimáticamente y se obtiene xilitol. Además, presenta el mismo valor endulzante que
la sacarosa.
Encontramos por otro lado los disacáridos tradicionales, como la sacarosa, la maltosa y la
lactosa.
También tenemos polisacáridos de interés industrial. Son menos conocidos, excepto la celulosa
que tiene muchas aplicaciones como la industria textil, industria papelera, etc. Encontramos
también los biocombustibles de primera (energía a partir de las partes que nos comemos de la
planta), segunda, tercera y cuarta generación. Otros, provenientes de polisacáridos, pueden ser
nitrocelulosa o celuloide (se obtiene a partir del algodón mediante algunas modificaciones
químicas y enzimáticas).
Almidón. Espesante por la cantidad de puentes de hidrogeno que hay entre todas las glucosas
que lo conforman. Refuerza el tejido de las prendas también con puentes de hidrogeno
(almidonar las camisas). Blanqueante, se utiliza cuando se hacen los folios. Sustancia absorbente
en jabones y detergentes.
Otro grupo es el de los heteropolisacáridos formados todos por glucosa y algunos otros
sacáridos. Hemicelulosa y pectina. Hemicelulosas en pared celular vegetal refuerzan las
interacciones entre los elementos de la pared (une las fibras de celulosa), aumentan la
resistencia de la pulpa celulósica para la fabricación de papel o cartón. Pectinas como agente
gelificante, son moléculas que por el tipo de estructura que tienen, presentan una función
estructural muy importante.
Por último, otros polisacáridos que podemos encontrar son las gomas, que se usan en
medicamentos demulcentes que son protectores de mucosas; el agar, proveniente de algas
rojas, que actúa como agente espesante en la industria alimentaria, como medio de cultivo
bacteriano, para hacer adhesivos y también como laxante; y por último el sulfato de heparina,
que actúa como anticoagulante de la sangre.
