Základy fytochemie a farmakognozie P11 2024/2025 Terpenoidy I T E R P E N O I D Y LÁTKY ODVOZENÉ OD KYSELINY MEVALONOVÉ • největší a nejrozmanitější skupina přírodních látek • příbuzné jak svým obecným původem, tak i vzájemným strukturním vztahem • většina se vyskytuje v rostlinných tkáních volná • tvořeny násobkem pětiuhlíkaté jednotky • pyrolýzou vzniká uhlovodík isopren → isoprenoidy • nižší členové (C10 a C15 sloučeniny) jsou prchavé – destilace s vodní párou • vyšší členové (C20 a více) neprchají – extrakce organickými rozpouštědly ISOPRENOVÉ PRAVIDLO O OH OH CO2H OH isoprene myrcene geraniol carvon camphor farnesol guajol dextropimaric acid 1 2 3 4 5 6 7 8 ZPŮSOBY KONDENZACE C5 JEDNOTEK HLAVA – PATA monoterpenes sesquiterpenes diterpenes ZÁKLADNÍ SKUPINY PŘÍRODNÍCH TERPENOIDŮ BIOGENETICKÝ PŮVOD ISOPENTENYLDIFOSFÁTU (IPP) 1) mevalonátová cesta (probíhá v cytosolu) 2) methylerythritolová cesta (v plastidech) SCoA CH3COCH2CO SCoA CoA SH C CH2CO2HCH3 OH CH2CO SCoA CoA SH CH3CO SCoA C CH2CO2HCH3 OH CH2CH2OH C OPCH3 CH2 CH2CH2OPP C OH O C CH2CH2OPP CH3 CH2 C CHCH2OPP CH3 CH3 CH3CO + + NADP+ NADPH mevalonic acid ATP ADP 3 -CO2 - HOP 2 3-methyl-3-butenyldiphosphate acetylcoenzyme A acetoacetylcoenzym A -hydroxy--methylglutaryl-CoA = isopentenyldiphosphate (IPP) 3-methyl-2-butenyldiphosphate = 3,3-dimethylallyldiphosphate (DAPP) 3 23 4 isomerase HMG-CoA reduktasa HMG-CoA synthase CH3 C=O COO- C CHO CH2 OP H OH CH3 C=O COH H CH OH CH2OP H OP O OH OH OP OH OH OH OPP Pyruvic acid + GAP 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate + 1 2 3 41 2 3 4 2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate IPP 3-methyl-3-butenyl-diphosphate 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Lange B.M., Croteau R.: Biochem. Biophys. 365 (1), 170-174 (1999) Isoprenoid biosynthesis via a mevalonate-independent pathway in plants: Cloning and heterologous expression of 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase from peppermint. POLYMERIZAČNÍ REAKCE CH2 CH C CH3 CH3 PPO C CH3 CH2 CH2 CH2OPP HOPP CH CH2OPPC CH2 CH2 CH C CH3 CH3 CH3 CH2 OPP CH2OPP CH2PPO CH2OPP CH2OPP CH2 CH2OPP + + geranyldiphosphate IPP DMPP + = farnesyl-PP farnesyl-PP + IPP squalene geranylgeranyl-PP geranyldiphosphate IPP 2x farnesyl-PP TVORBA ZÁKLADNÍCH TERPENOIDŮ DAPP + IPP GERANYL-PP (C10)C10 monoterpenes IPP H - P H - P FARNESYL-PP (C15)C15 sesquiterpenes IPP H - PC30 PP squalene C30 triterpenes C19-21 steroids GERANYL-GERANYL-PP (C20) 2x P-P C20 diterpenes phytol giberillines C40 carotenoids gutta-percha (trans) cautchuc (cis) H - P H - P P-P 2x P - P : kondenzation " heal - heal " (IPP)n(IPP)n H - P : condenzation "head - heel" HOŘČINY • strukturně i biogeneticky pestrá skupina přírodních látek, jejichž společnou vlastností je hořká chuť • většinou patří mezi terpeny • působí na chuťové receptory v ústech, čímž stimulují zvýšení sekrece žaludečních šťáv • nepoužívají se jako izolované látky (odvary, tinktury, extrakty z drog) • značná spotřeba v potravinářství – hořké nápoje, aperitivy Dvě základní podskupiny 1. Hořčiny terpenoidní: iridoidy, sekoiridoidy (Gentianaceae), seskviterpeny (absinthin), diterpeny (pikrosalvin), triterpeny (kukurbitaciny), steroidní (konduranginy) • např. Gentianae radix, Centaurii herba, Trifolii fibrini folium, Absinthii herba, Millefolii herba, Condurango cortex 2. Hořčiny neterpenoidní (neohesperidin, naringin, humulon, lupulon) MONOTERPENY GENTIANAE RADIX – Hořcový kořen (ČL 2009) Gentiana lutea – Hořec žlutý (Gentianaceae) • vytrvalá bylina horských luk Droga • usušené kořeny OL • sekoiridoidy – glykosidní hořčiny gentiopikrosid a amarogentin • sacharidy (genciobióza, sacharóza) • žlutý derivát xanthonu gentisin O O O O-Glc gentiopikrosid O O CH2 O R1 H O O CH2 OH H OH OH O C=O OH OH R2 Amarogentin: R1 = H; R2 = OH Amaroswerin: R1 = R2 = OH Amaropanin: R1 = R2 = H O O OH OH OMe gentisin SALVIAE OFFICINALIS FOLIUM – List šalvěje lékařské (ČL 2005) Salvia officinalis – šalvěj lékařská (Lamiaceae) • vytrvalý rozvětvený dřevnatějící polokeř Droga • celý nebo řezaný usušený zelenošedý list, sbírá se v době květu OL • 10-15 ml silice/kg drogy • flavonoidy (1-3 %), diterpeny (pikrosalvin) • triterpeny, kys. rosmarinová Použití • desinfekce dutiny ústní SALVIAE OFFICINALIS FOLIUM – List šalvěje lékařské (ČL 2005) O O O O O OH OH cineol thujon kafr pikrosalvin, hořčina THYMI HERBA – Tymiánová nať (ČL 2005) THYMI ETHEROLEUM – Tymiánová silice (ČL 2005) Thymus vulgaris – Tymián obecný, T. zygis – T. bělokvětý (Lamiaceae) • vytrvalý, rozvětvený, vždyzelený polokeř • domácí ve středomoří Droga • usušené celé listy a květy oddělené od stonků OL • silice nejméně 12 ml / kg drogy a nejméně 40 % thymolu a karvakrolu • třísloviny, flavonoidy, hořčiny, triterpenické kyseliny Použití • nálev – expektorans, antiseptikum • zevně – kloktadlo OH OH thymol karvakrol SERPYLLI HERBA – Nať mateřídoušky Thymus serpyllum – Mateřídouška obecná (Lamiaceae) • vytrvalá, poléhavá bylina s fialovočerveným květenstvím Droga • usušená kvetoucí nať, příjemně aromaticky zapáchá, chutná nahořkle OL • 0,1-0,6 % silice, složení závislé na taxonu (thymol, karvakrol) • třísloviny, hořčiny, flavonoidy Použití • nálev – expektorans, antiseptikum • zevně – prostředek do koupelí MENTHAE PIPERITAE FOLIUM – List máty peprné (ČL 2017) Mentha piperita – Máta peprná (Lamiaceae) • vytrvalá bylina pěstovaná v mírném pásu • sklízejí se listy v době květu, droga nemá obsahovat mladé listy Droga • usušené listy, charakteristický pach a chuť OL • silice (menthol a jeho estery, menthon, pinen, piperiton, felandren, jasmon, menthofuran) • kys. rozmarínová, třísloviny, hořčiny Použití • karminativum, cholagogum MENTHAE PIPERITAE ETHEROLEUM – Silice máty peprné (ČL 2017) Silice získaná z čerstvé kvetoucí natě destilací s vodní parou. • nažloutlá tekutina charakteristického pachu, chladivé chuti Obsahové látky • menthol (přes 50 %) a jeho estery s kys. octovou a valerovou • ketony menthon a piperiton • uhlovodíky • kyslíkaté látky (jasmon, menthofuran, acetaldehyd, isovarelaldehyd) Použití • karminativu, spasmolytikum, cholagogum • korigens chuti a zápachu • kosmetika, potravinářství MENTHAE PIPERITAE ETHEROLEUM – Silice máty peprné (ČL 2017) O-PP O Geranyldifosfát Piperiton O Piperitenon O Pulegon O Menthon OH Menthol O Menthofuran OCOCH3 Menthylacetát MENTHOLUM RACEMICUM – Racemický menthol (ČL 2009) Menthae piperitae folium (ČL 2017) Menthae piperitae etheroleum (ČL 2017) • vyvolává na kůži pocit chladu • snižuje sekreci sliznic • působí antisepticky a antiflogisticky • alergen Použití • slabé anestetikum • antipruriginosum CH3 OH CH3 OH 1 3 4 (1R,3R,4S)-3-p-menthanol (1S,3S,4R)- přírodní LAVANDULAE FLOS – Levandulový květ (ČL 2009) LAVANDULAE OLEUM – Levandulová silice (ČL 2009) Lavandula angustifolia – Levandule lékařská (Lamiaceae) • vytrvalý nízký keř s celokrajnými listy s podvinutým okrajem • drobné modré pyskaté květy OL • nejméně 13 ml silice / 1 kg drogy Použití • mírné sedatium, karminativum, spasmolytikum • zevně – derivans, korigens vůně Největší spotřeba – likérnictví a parfumerie LAVANDULAE FLOS – Levandulový květ (ČL 2009) LAVANDULAE OLEUM – Levandulová silice (ČL 2009) OCOCH3 OH H CH2OH O OH Složky silice linalyl-acetát 30 - 60 % linalool geraniol limonen cineol borneol Vedlejší obsahové látky: třísloviny anthokyany EUCALYPTI FOLIUM – Blahovičníkový list (ČL 2005) EUCALYPTI ETHEROLEUM – Blahovičníková silice (ČL 2005) Eucalyptus globulus – Blahovičník kulatoplodý (Myrtaceae) • až 25 m vysoký strom • domácí v Austrálii; produkce Španělsko, Maroko, Brazílie Droga • usušené srpovité listy starších větví, celé nebo v ůlomcích OL • silice (70–95 % cineol=eukalyptol) Použití • expectorans s desinfekčním účinkem Droga slouží k izolaci silice. OO cineoleukalyptol -felandren (-)--pinen AURANTII AMARI PERICARPIUM – Oplodí hořkého pomeranče (ČL 2005) • viz flavonoidy BERGAMOTTAE ETHEROLEUM – Bergamotová silice Citrus aurantium ssp. bergamia – Citroník pomerančový pergamský • vždyzelený malý strom subtropů a tropů; plody mají silné oplodí, nejsou jedlé Droga • silice získaná lisováním čerstvého oplodí OL • nejméně 30,0 % esterů (linalylacetát, limonen, linalol); bergapten Použití • korigens vůně, kosmetika OCOCH3 OH OO O OMe linalylacetát limonen linalol bergapten ROSAE ETHEROLEUM – Růžová silice Rosa centifolia – Růže stolistá, R. damascena – R. damascenská a jiné spp. (Rosaceae) Droga • čerstvé korunní plátky, z nichž se silice získá destilací s vodní párou • k získání 1 kg silice je potřeba 4000 kg suroviny OL • silice (geraniol, nerol, citronellol) Použití • korigens vůně Náhrada • Geranii etheroleum - Pelargonium sp. (Geraniaceae), obsahuje 65 % alkoholů jako geraniol SESKVITERPENY ACYKLICKÉ SESKVITERPENY 3 2 CH2OH CH3 H 3 2 H CH3 CH2OH OH nerolidol cis-farnesol trans-farnesol (geraniol) (nerol) (linalol) CH3 H CH3 H -farnesene trans--farnesene cis--farnesene CYKLICKÉ SESKVITERPENY 8 7 6 1 2 3 4 5 109 OPP 9 8 2 3 4 5 6 7 1 10 OPP OPP OPP cis, trans - farnesyl-PP trans, trans - farnesyl-PP + bisobolane ( ) cadinane + germacrane ( ) eudesmane guajane humulane ( ) caryophylane 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 carbocation carbocation SESKVITERPENICKÉ LAKTONY O CH2OHCH2OHCOOH O COOH OH C O OH O O O O O OH O O O H O + - H+ HO+ + - H+oxidation cyclization artabsine artemisine santonine precursor ZINGIBERIS RHIZOMA – Zázvorový oddenek (ČL 2009) Zingiber officinale – Zázvor lékařský (Zingiberaceae) • vytrvalá bylina vyskytující se jen v kulturách v tropických oblastech • sterilní, množí se vegetativně Droga • usušený oddenek zbavený korku OL • silice – seskviterpeny zingiberen, bisabolen • netěkavé fenolické ketony zingeron, gingerol, shogaol • škrob Použití • stomachikum, choleretikum, antiemetikum • koření curry • výroba zázvorového piva a aperitivů ZINGIBERIS RHIZOMA – Obsahové látky Zingiberen O Zingiberol OH CH3O O OH (CH2)4 CH3O O CH3 CH3O CH3O (CH2)4 OHO CH3 zingeron shogaol methylgingerol MILLEFOLII HERBA – Nať řebříčku (ČL 2005) Achillea millefolium – Řebříček obecný (Asteraceae) • vytrvalá bylina Evropy, severní Asie, Severní Ameriky • vytváří mnoho chemických ras, lišících se přítomností proazulenů Droga • sušená nať sbíraná v době květu OL • hořčina achilliin (proazulen) • silice (až 40 % chamazulenu) • karyofylen, flavonoidy, třísloviny, kumariny Použití • stomachikum, amarum, karminativum • zevně – antiflogistikum O O O achillin MATRICARIAE FLOS – Heřmánkový květ (ČL 2017) Matricaria (Chamomilla) recutita – Heřmánek pravý (Asteraceae) • jednoletá byliny hojně rozšířená • vytváří mnoho chemických ras, lišících se přítomností proazulenů Droga • usušený úbor, květní lůžko duté OL • silice – azuleny (modré zbarvení), bisaboloidy, ethery • flavonoidy Použití • karminativum, spasmolytikum • antiflogistikum MATRICARIAE FLOS – obsahové látky O O O O OH O OH - H2O - CH3COOH - CO2 Matricin Chamazulenkarboxylová kyselina Chamazulen 1,4-dimethyl-7-ethylazulen 1 4 7 (4-20 %, antiflogistikum) OH O OH O OH L−−bisabolol L−−bisabololoxid A L−−bisabololoxid B (10-25 %, antiflogistikum) (10-25 %, spasmolytikum) CHAMOMILLAE ROMANAE FLOS – Květ heřmánku římského (ČL 2017) Chamaemelum nobile – Rmen sličný (římský) (Asteraceae) • vytrvalý bylina, pro farmaceutické účely pěstovaná Droga • úbory plnokvěté odrůdy, květní lůžko plné OL • silice (estery kys. angelikové a isomáselné s isoamylalkoholem, chamazulen) • flavonové glykosidy, kumariny Použití • viz Matricariae flos (chybí spasmolytické účinky) ABSINTHII HERBA – Pelyňková nať (ČL 2009) Artemisia absinthium – Pelyněk pravý (Asteraceae) • vytrvalý bylina Evropy, Asie, Afriky • různé chemické rasy (liší se obsahovými látkami) Droga • nať OL • silice – seskviterpenoidní guajanolidy, thujon, thujol • třísloviny Použití • aromatické digestivum, choleretikum, spasmolytikum • likérnictví O O OH O CH3 O CH3 OH CH3 CH3 OH O O CH3 CH3 O CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 OH Absinthin (dimerní seskviterpenický lakton) Artabsin Thujon ChamazulenThujol ABSINTHII HERBA – Pelyňková nať (ČL 2009) † TANACETI PARTHENII HERBA – Nať kopretiny řimbaby (ČL 2017) Tanacetum parthenium – Kopretina řimbaba (Asteraceae) • vytrvalý bylina, hojně rozšířená Droga • nať silné aromatické vůně OL • silice (mono- a seskviterpeny; kafr, thujon) Použití • antimigrenikum, antiflogistikum Nesmí používat těhotné a kojící ženy a děti. Separandum. Parthenolid (Tanacetum vulgare) • in vitro indukce apoptózy u AML buněk O CH3 OCH3 CH2 O O OH CH3 OH CH2 O H H Crispolide Parthenolid (antimalarická aktivita) (antimigrenikum)