Tema 0. Básico Metabolómica PDF

Metabolómica Básica Mª Pilar López Gresa Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (UPV/CSIC) Nada es nuevo en metabólomica; Marcha en distinta dirección y en combinación con tecnologías actuales Guerra Ucrania; 24/04/2022 ¿“ómicas”? “óm...

Metabolómica Básica Mª Pilar López Gresa Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (UPV/CSIC) Nada es nuevo en metabólomica; Marcha en distinta dirección y en combinación con tecnologías actuales Guerra Ucrania; 24/04/2022 ¿“ómicas”? “ómica” deriva del sufijo latino “ome” = masa estudios “ómicos” = estudios que implican un gran número de medidas tipos: genómica: genes transcriptómica: RNAs proteómica: proteínas metabolómica: metabolitos objetivo: comprensión global e integrada de un sistema biológico mediante el estudio de los diferentes componentes (genes, RNAs, proteínas y metabolitos) de cada proceso biológico Siempre el objetivo es resolver un fenotipo, es decir, no dar un listado sino conseguir integrar toda esa información para descubrir los procesos en este caso metabólicos (metabolómica) mutados Metabolómica ¿“ómicas”? El proteoma y el metaboloma es altamente dinámico frente al genoma Trends in Anal. Chem. 2006. Lay Jr. et al Metabolómica  Metabolómica Metabolito: Producto del metabolismo. Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas que efectúan constantemente las células de los seres vivos con Anabolismo el fin de sintetizar sustancias complejas a partir de otras más simples, o degradar aquellas para obtener éstas. Catabolismo Metaboloma: Conjunto completo de metabolitos orgánicos que se producen dentro de una célula bajo la dirección del genoma. Metabolómica: Medida cualitativa y cuantitativa de un gran número de metabolitos presentes en un sistema biológico, que ofrece una amplia visión del estado bioquímico del organismo y que suele ser útil para evaluar la función génica. Un metabolito se define como una molécula con menos de 1200 g/mol, el resto Estudio del perfil metabólico. usan otro tipo de técnicas e instrumentos, por ejemplo, del HPLC de la metabolómica al FPLC de proteínas, y otras técnicas Metabolómica Metabolómica?, Metabonómica? La metabolómica es la última (y más emergente) de las ciencias ómicas que han aparecido estas últimas décadas. Es la ciencia encargada del estudio sistemático del perfil metabolómico de un proceso biológico. La metabonómica es la medida cuantitativa de la respuesta dinámica metabólica de los sistemas vivos a los estímulos fisiopatológicos o modificaciones genéticas con la finalidad de descubrir enfermedades y factores de riesgo así como determinar biomarcadores. (Nicholson JK et al.1999, 2002) La metabonómica cuantifica y además siempre es aplicado a la respuesta dinámica del organismo a procesos fisiopatológicos (cáncer, etc), en el caso de la metabolómica puede ser cualitativa y, por tanto, simplemente obtener la conclusión de que ciertos metabolitos cambian Metabolómica Dificultad de la metabolómica: diversidad de metabolitos Metabolitos presentes en un organismo: Necesitamos conocer la matriz de fluido que se está investigando, por tanto, tendremos que saber cuales son los: constitutivos (primarios y secundarios) los no constitutivos son las fitoalexinas que se producen Constitutivos: primarios y secundarios como respuesta a una condición ambiental o fisiológica concreta, por ejemplo, por estrés salino. Y No constitutivos: fitoalexinas también hay exógenos debido a químicos o a seres vivos que se encuentren en las plantas Exógenos: debido a otros organismos, químicos Esto es importante porque hay ciertos metabolitos que son frutos del metabolismo de ciertos medicamentos, por tanto, estos no deben interferir con nuestras conclusiones, porque no aparecen de manera casual  200.000 productos naturales descritos  3.500-30.000 metabolitos en una sola planta Esto es en plantas  4.000 nuevos metabolitos cada año En lugares más o menos remoto  15% de todas las plantas han sido estudiadas Metabolómica Tarea de un metabolomista Formar parte de la “BIOLOGÍA DE SISTEMAS” El análisis de todos los metabolitos presentes en un organismo NO es el objetivo final Quiero ver que es lo diferente El objetivo de la metabolómica es proporcionar bases de datos del metaboloma y relacionarlas con otras bases de datos (transcriptoma, proteoma, ecología, clínica,…) con el fin de conocer o entender mejor a los organismos vivos. Metabolómica ¿Quieres formar parte de un laboratorio de metabolómica? NECESITAS… Biología Química de los Productos Naturales Química Analítica Estadística Metabolómica Procedimiento general metabolómica Toma de muestra Extracción Análisis Procesado de datos Análisis de datos multivariantes Identificación de metabolitos Confirmación y validación de resultados Metabolómica Programación de este curso 1ª parte: preparación de la muestra ¿Qué es la metabolómica? Química básica Productos Naturales Preparación de la muestra 2ª parte: análisis químico Métodos analíticos para metabolómica: cromatografía y espectroscopia Procesado de datos 3ª parte: análisis estadístico Conceptos básicos de estadística Análisis de datos multivariantes 4ª parte: interpretación de los datos Elucidación estructural de metabolitos en mezclas Interpretación de los análisis de datos multivariantes Metabolómica 1ª parte ¿Qué es metabolómica? Química básica de los Productos Naturales Preparación de la muestra: toma de muestra y extracción Una vez sabemos como preparar la muestra necesitamos conocer en gran medida todos los metabolitos posibles que se encuentran un organismo para saber como medir cada uno de ellos y saber la técnica más adecuada ¡Tenemos muestras para metabolómica! Metabolitos vegetales La 1ª etapa de la metabolómica es conocer los metabolitos presentes en los organismos vivos Características químicas de los grupos de metabolitos (azúcares, aminoácidos, flavonoides, terpenos, alcaloides,…) detectados mediante distintos métodos analíticos (UV, MS, NMR) Metabolitos habituales en plantas Metabolitos excepcionales con diferentes Conocer los metabolitos que sean más habituales y cuales son menos habituales en características analíticas la matriz del organismo estudiado Metabolómica  Metabolitos vegetales En rojo están los metabolitos que se encuentran CO2 + H2O primary carbon metabolism Erytrose-4-phosphate Phosphoenolpyruvate Pyruvate Glyceraldehyde 3-phosphate (PEP) (GAP) Si hay un centro quiral es importante saber que tipo de molécula es: R o S Shikimic acid Acetyl CoA Krebs cycle + CO2 Malonyl CoA Utilizar UV para detectarlos Aromatic Aliphatic Mevalonic acid MEP pathway ya que absorben a 280 nm aminoacids aminoacids Metileritritol fosfato Poliketides Poliacetatos Alkaloids Tienen gran poder farmacológico Fatty acids Phenyl propanids y se sintetiza en plantas Terpenoids Compuestos con N Lignan Steroids Cumarins Flavonoids Carotenoids Tannins (hyd) Estilbens Quinones Prostanoids Eicosanoides Química PN Intentar saber de donde viene cada uno de los metabolitos Metabolitos vegetales Química PN  Metabolitos primarios y secundarios Metabolismo primario Metabolismo secundario Las reacciones bioquímicas fundamentales Reacciones de biosíntesis de compuestos de los seres vivos que permiten la que no son esenciales para los seres obtención de energía y poder reductor para vivos pero que cumplen un papel la biosíntesis de los componentes ecológico Son compuestos que ayudan a la supervivencia en ciertos contextos ecológicos del medio principales de las células p. ej.: la atracción de insectos polinizadores y de animales comedores de frutas (para difundir las semillas), la defensa frente a plagas y la regulación y comunicación entre órganos de un individuo (hormonas) o entre individuos (feromonas). Conservadas en los seres vivos Enormemente variable entre distintos tipos de organismos Química PN  Ácidos grasos y lípidos Moléculas orgánicas compuestas por C, H y en menor medida de O, aunque también pueden contener N, P, S y que se caracterizan por ser insolubles en agua Ácidos grasos Saponificables Simples: C, H, O acilglicéridos: ésteres ácido graso y glicerol (grasas y aceites) céridos: ésteres ácido graso y un alcohol más largo (ceras) estéridos: ésteres ácido graso y un alcohol derivado del colesterol Complejos: C, H, O y otros elementos como N, P, S u otra biomolécula (glúcido) fosfolípidos: esfingo y glicero glicolípidos: esfingo y glicero Insaponificables Terpenos (isopreno) Esteroides (esterano) mtbm 1ario  Ácidos grasos y lípidos Nº de átomos de carbono Posición del doble enlace 18:2(9c, 12c) 18:2(9,12) Esteroquímica del doble enlace Nº de dobles enlaces (c= cis/Z; t= trans/E) Siempre en CIS Saturados butírico; CH3(CH2)2COOH (4:0) esteárico; CH3(CH2)16COOH (18:0) caproico; CH3(CH2)4COOH (6:0) araquídico; CH3(CH2)18COOH (20:0) caprílico; CH3(CH2)6COOH (8:0) behénico; CH3(CH2)20COOH (22:0) cáprico; CH3(CH2)8COOH (10:0) lignocérico; CH3(CH2)22COOH (24:0) láurico; CH3(CH2)10COOH (12:0) cerótico; CH3(CH2)24COOH (26:0) mirístico; CH3(CH2)12COOH (14:0) montánico; CH3(CH2)26COOH (28:0) Los que más fácil encontremos palmítico; CH3(CH2)14COOH (16:0) melísico; CH3(CH2)28COOH (30:0) mtbm 1ario  äcido graso esencial, es decir, tiene que ser ingerido Ácidos grasos y lípidos por la dieta (a partir del carbono 9 no podemos meter dobles enlaces) Insaturados palmitoleico; CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH (16:1∆9) oleico; CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH (18:1∆9) linoleico; CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH (18:29,12)  linolénico (ALA); CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH (18:39,12,15)  linolénico; CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)4COOH (18:36,9,12) araquidónico; CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH (20:45,8,11,14) Araquidónico y linolénico son precursores de los tromboxanos que permiten la coagulación Abundantes en semillas Sobre todo de frutos de árboles Identificación difícil por NMR GC-MS Se va a usar gases porque son muy volátiles ya que MEtabolómico porque hya son pequeños y apolares, pero hbará que derivatizar muchos protones en la matriz mi compuesto para hacerlo apolar, por ejemplo, metilar el grupo ácido mtbm 1ario Espectro 1H-NMR del ácido α-linolenico sU REACTIVidad es la esterificación y la saponificación (grups carboxilos) y luego la autooxidación, de manera, que los dobles enlaces acaban dando lugar a cetonas que tienen un sabor rancio Vamos a estudiar solo los monómeros, porque los lipidos son muy grandes, como mucho podríamos estudiar los triglicéridos El CH3 terminal es una característica en el espectro de NMR Los triglicéridos se estudiarían con el HPLC por ser muy grandes y poco polares mtbm 1ario Espectro 1H-NMR del glicerol de los lípidos La mayoría de los ácidos grasos están conjugados con el glicerol mtbm 1ario Análisis de lípidos por GC (metilación): lipidómica 1. Añadir 1 mL de 0.5 M NaOH (10 g/500 mL en MeOH) al extracto 2. Dejar reaccionar a 75ºC durante 30 min 3. Extraer con n-hexano (2 mL x 3) 4. Evaporar el n-hexano Protocolo para la metilación de un compuesto 5. Añadir 0.5 mL de BF3 en MeOH Condiciones ácidos para mejorar la metilación 6. Dejar reaccionar a 75ºC durante 20 min 7. Añadir 0.5 mL de n-hexano y extraer 8. Inyectar 1 µL de la solución hexánica al CG 9. Usar las mismas condiciones en el GC que para el análisis de metabolitos apolares JAOC 1994. Ke-Shun Liu mtbm 1ario Hidratos de carbono Estereoisómeros de polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas con fórmula molecular Cn (H2O)n Aldosa (grupo funcional aldehído), cetosa (grupo funcional cetona) Pentosa (C5), hexosa (C6) Ázucares Monosacáridos (aldosas y cetosas): glúcidos 3C-8C Oligosacáridos: disacáridos, trisacárido Derivados de azúcares: alcoholes, ácidos, ésteres, glicósidos Polisacáridos Como el sorbitol Pentosanas: arabana, xilana Hexosanas: glucosanas (glucógeno, celulosa, almidón, dextrano), fructosanas, manosanas, galactanas. Heteropolosacáridos: pectina, agar-agar, goma arábiga (vegetales) mucopolisacáridos (animales) mtbm 1ario  Hidratos de carbono lineal anillo 1 * 1 2 trans 6 miembros 5 miembros mtbm 1ario  Cuando la molécula voluminosa Hidratos de carbono está en el plano ecuatorial es mucho más estable la molécula, por eso se forman mucho más hemicetales en ecuatorial Configuración anomérica:  /  En un NMR la constante de acoplamiento es mayor en el caso de la forma beta porque los protones están mucho más lejos, pero por HPLC Forma - 60º; J= 2-3 Hz tenemos que usar Forma - 180º; J= 7-8 Hz una columna quiral Ratio glucosa ( / )= 36:64 mtbm 1ario  1H-RMN Cunado yo tengo el Espectro de la glucosa quiral al estar unido a dos oxígneos está mucho ,ás Forma - 60º; J= 2-3 Hz desapantallado, por Forma - 180º; J= 7-8 Hz tanto, el desplazamiento químico es mayor Todos los protones que tenemos unidos a OH se van resonar sobre 3,5-4 (todos menos el quiral) Los monosacáridos presentan 2 formas en solución acuosa mtbm 1ario Análisis de hidratos de carbono Se usa mucho más la cromatografía de líquidos que en RMN, aunque para la primera técnica se suele derivatizar Baja sensibilidad en LC-MS (es necesario derivatizar para aumentar la sensibilidad o usar un detector electroquímico). Buena sensibilidad y resolución en GC-MS tras una derivatizacion con trimetilsilano (TMS). En el caso del NMR destacan los protones anoméricos Sin embargo metilar un alcohol es mucho más complicado que un ácido (al ser menos ácido y electronegativo) por eso se usa el trimetilsilano, de manera, que sigue siendo pequeña y ahora es apolar de mnaera que podemos usar un gases-masas mtbm 1ario Aminoácidos Compuestos orgánicos que se caracterizan por tener un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2) Pueden ser , ,  o  aminoácidos, según el grupo amino se una al C1, 2, 3 o 4 contando a partir del grupo carboxilo. 4 3 2 1 -CH-CH-CH-CH-COOH     Son sólidos, cristalinos, de alto punto de fusión, solubles en agua, con actividad óptica (C  es asimétrico) y con comportamiento químico anfótero (se ionizan como un ácido (-COOH cede H) o como una base (-NH2 capta H) mtbm 1ario Aminoácidos Los aminoácidos aromáticos se pueden detectar con un detector ultravioleta y un HPLC LOs aminoácidos alifáticos TMS y gases masas mtbm 1ario Aminoácidos mtbm 1ario Ácidos nucleicos Solemos estudiar solo la base nitrogenada o el nucleósido, es decir, con el azúcar Compuestos químicos formados por C, H, O, N y P Son polímeros de elevado PM. Por hidrólisis se pueden separar sus constituyentes, que son el ácido fosfórico, una pentosa (ribosa en el RNA o desoxirribosa en el DNA) y bases nitrogenadas. Puedo utilizar un HPLC acoplado a un detector UV o bien TMS y luego lo meto al gases-masas o H Uracil (DNA, RNA) (DNA, RNA) (DNA, RNA) (DNA) (RNA) púricas pirimidínicas mtbm 1ario Espectro 1H-NMR adenina y citosina El rojo está mucho más desapantallado porque tiene directamente con el NH, por tanto, su desplazamiento químico es mayor que el del azul Las señales son muy sensibles al pH mtbm 1ario Ácidos orgánicos Compuestos orgánicos que poseen un grupo ácido (-COOH) Se concentran habitualmente en frutos de plantas. Atención al efecto pH y concentración en las señales de NMR mtbm 1ario Terpenos Compuestos orgánicos derivados del isopreno (C5) Como tales no presentan grupos funcionales; hidrocarburos Cuando los terpenos son modificados químicamente (oxidación y consecuente reorganización del esqueleto hidrocarbonado); terpenoides es un terpeno oxidado Constituyen los aceites esenciales de las plantas Técnica analítica de elección: GC-MS Se clasifican en base al número de unidades de isopreno presentes: monoterpenos (C10), sesquiterpenos (C15), diterpenos (C20), sesterterpenos (C25), triterpenos (C30), tetraterpenos (C40), politerpenos También llamado carotenoide Menos de 30/35 se mete directamente en un gases masas mtbm 2ario Monoterpenoides (C10) Compuestos volátiles y aceites esenciales de plantas El R limoneno es el que se encuentra en el limón el alfa pineno se encuentra en el aceite de romero mtbm 2ario Sesquiterpenoides (C15) Gran diversidad de compuestos (más de 100 esqueletos) Propiedades citotóxicas: lactonas sesquiterpénicas (no selectivas). Alto potencial para el descubrimiento de nuevos fármacos antitumorales Fitoalexinas Solanaceae Son compuestos antimicrobianos que se acumulan en grandes cantidades tras infecciones de hongos y bacterias Capsidiol Se forman las lactonas que se usan para tratamientos tumorales, pero al no ser selectivas matan también a las células normales mtbm 2ario Diterpenoides (C20) Representados por el fitol (alcohol de la clorofila) y vitaminas A, E y K mtbm 2ario Diterpenoides (C20) Representados por el fitol (alcohol de la clorofila) y vitaminas A, E y K mtbm 2ario Triterpenoides (C30) Ampliamente distribuidos en el mundo vegetal Estructura tetracíclica, pentacíclica En este caso que tienen enlaces glicosídicos y forman las saponinas pues tengo que utilizar un HPLC-MS Saponinas: glicósidos (C3, C28) porque son muy grandes 8 CH3 28 En RMN si tengo muchos metilos a 1 ppm puedo pensar que 3 corresponden a este tipo de compuestos r mtbm 2ario Tienen propiedades tensoactivas y hemolíticas, es decir, alteran la permeabilidad de la menbrana y suelen estar siempre glicosilados. Sus propiedades hemolíticas se usa como compuestos citotóxicos Tripenoides (C30) Laszczyk, Melanie: Pentacyclic Triterpenes of the Lupane, Oleanane and Ursane Group as Tools in Cancer Therapy Planta Med 2009; 75: 1549-1560 Betulin Institut, 64297 Darmstadt, Germany Pentacyclic triterpenes are one group of promising secondary plant metabolites. This review summarizes the potential of triterpenes belonging to the lupane, oleanane or ursane group, to treat cancer by different modes of action  Esteroides (C27) Derivan del esterano o ciclopentano perhidrofenantreno Esterol: esteroides con un alcohol (3-OH) Son las suprarrenales (cortisol y aldosterona) y las sexuales Hormonas esteroides: esteroides con una cetona (3-C=O) (progesterona y testosterona) Saponinas: glicósidos de esteroides 5 CH3 El colesterol cuenta con un OH, por tanto, no es volatil así que para meterlo puedo meter un trimetilsililo. Si no lo quiero mtbm 2ario hacer lo meto en un HPLC-MS o hago un RMN Carotenoides (C40) Si está en cis significa que debido a la luz el doble enlace se ha isomerizado 8 unidades de isopreno Pigmentos fotosintéticos precursores de la vitamina A (retinol) Color rojo (C40H56) y amarillo (C40H56O2; xantófilas) trans (forma natural) / cis (luz) Atención con la luz durante la toma y procesado de la muestra mtbm 2ario Análisis de terpenoides y esteroides Métodos analíticos basados en MS (espectrometría masas) son más apropiados que NMR para el análisis (El metilo y el protón anomérico de los azúcares son característicos en el espectro de NMR) Muchos terpenoides están conjugados a azúcares (saponinas: glicósidos de triterpenoides o esteroides) GC-MS agliconas/ LC-MS glicósidos Esto es si tengo que estudiar todo el compuesto incluyendo el glicósido mtbm 2ario Espectro ESI-MS esteviósido Glúcido diterpénico obtenido a partir de Stevia rebaudiana Este pico corresponde a la molécula sin la glucosa porque tienden a perderlo Este pico peuqeño es el que dice cual es la masa molecular de la molécula, en este caso 804 ya que ha perdido un protón para ionizarse EL PM del glicósido no es siempre el pico más alto del espectro de masas mtbm 2ario Espectro APCI-MS glicirrizina Glúcido triterpénico (saponina) obtenido a partir de la raíz del regaliz En este caso no se descubre ni el pico molecular, es decir, el correspondiente al compuesto con un o sin un protón R= Glucuronic-Glucuronic Esto es el ácido glucorónico que es la glucosa oxidada en posiicón 6, es decir, en el -OH terminal y no en el aldehido que sería glucónico A veces el pico molecular de los glicósidos no se detectan mtbm 2ario Espectro 1H-NMR ácido ursólico Triterpeno pentacíclico obtenido a partir de numerosas especies vegetales (Labiatae) 5 singuletes (s) 2 dobletes (d) Las señales de los metilos son características de los terpenoides en NMR mtbm 2ario Espectro 1H-NMR saponina * Protones anoméricos de los azúcares de las saponinas mtbm 2ario Fenilpropanoides (C6-C3) Los fenólicos. es decir, compuestos con fenilos se clasifican en función del número de C6-C3 (fenil + propano) carbonos de sus radicales C3: ácido carboxílico, aldehído, alcohol, olefina Aceites esenciales: miristicina, safrol, eugenol Ácido cinámico: Cinnamonum Ácido ferúlico, cumárico, cafeico, sinápico Ester del ácido quínico y cafeico mtbm 2ario  Biosynthesis of plant phenolic compounds Eritrose-P Most important phenolics Glucose Pyruvate Glucose in grape and wine 2 PEP CO2 Acetyl CoA Tenemos dos rutas que dan lugar a los compuestos fenólicos: la del ácido siquímico que da lugar a los fenilpropanoides y todos sus familiares y con el malonil CoA se obtienen los compuestos fenólicos más complejos (flavonoides, taninos, entre otros) Synthesis of a second phenolic ring 2-ring phenolics Phenolic acids Oxidative coupling of C6-C3 l l OH l l OH OH OH Aromatic polymer l l l l l l l l n OH OH OH OH OH OH OH OH Fenilpropanoides (C6-C3) Espectro 1H-NMR ácido cafeico NMR: método más conveniente para elucidación estructural Isómero trans: constante de acoplamiento grande (16 Hz) Normalmente conjugado con ácidos orgánicos o azúcares La constante de acoplamiento para un acoplamiento en un aromático orto es 8 Hz, meta 2 Hz (hay un proton en meta) y pra 0,5 Hz En el caso de que el acoplamiento sea 16 Hz implica que hay un isómero trans mtbm 2ario Estilbenos (C6-C2) C6-C2: se produce una descarboxilación en la biosíntesis: estilbeno sintetasa Poseen la misma constante de acoplamiento que los fenilpropanoides pero a mayor desplazamiento químico Resveratrol mtbm 2ario Estilbenos (C6-C2) descarboxylated p- coumaric acid p- coumaric acid Flavonoid (C6-C3) Stilben (C6-C2) Lignanos 2 unidades C6-C3 unidas por enlaces -’: C18 Fitoestrógenos antioxidantes Gomisin: Schisandra sp.  Hepatoprotectivos Sesamin: Sesamum sp. Suplemento adelgazante en dietas  Podofilotoxina: raíces de Podophylum sp.  Precursor de los antitumorales: etopósido, tenipósido Neolignanos (no unión -’): magnol, honokiol Norlignanos: C17 mtbm 2ario Lignanos Magnolia officinalis honokiol magnolol Cumarinas 6 5 7 8 2H-1-benzopiran-2-ona Umbeliferae, Ranunculaceae, Leguminosae, Compositae Cumarinas simples: umbeliferona, escopoletina Cumarinas complejas: furanocumarinas, piranocumarinas, biscumarinas El ciclo se puede abrir en condiciones alcalinas Medicago sativa, Meilotus officinalis Streptomyces niveus Anticoagulante Antibiotico (Gram negativo) mtbm 2ario Espectro 1H-NMR umbeliferona HO H-3 y H-4 son característicos en NMR Fluorescencia mtbm 2ario Flavonoides (C6-C3-C6) red and blue pigments Anthocyanin Flavus; amarillo mtbm 2ario Flavonoides (C6-C3-C6) OH Flavus; amarillo mtbm 2ario Espectro UV flavonas y flavonoles 240-400 nm Banda I: 300-380 nm (anillo B) Banda II: 240-280 nm (anillo A) Efecto batocrómico:  OH,   Systemic identification of Flavonoids, T.J.Mabry, K.R.Markham & M.B.Thomas, Springer-Verlag, 1970 mtbm 2ario Espectro 1H- NMR flavonoides Anillo A H-6, H-8; 6.0-6.5 ppm (d, J= 2.5 Hz) B A C Anillo C H-3; 6.3 ppm Anillo B Más desapantallados que anillo A; 6.7-7.9 ppm mtbm 2ario Espectro 1H- NMR quercetina H-6 y H-8 son característicos en NMR mtbm 2ario Quinonas Animales, plantas, microorganismos Antraquinona, naftoquinona, benzoquinona Ubiquinona, vitamina K, mitomicina (antitumoral), senósido (laxante), alizarina (colorante) Distintos colores: 1,4-quinona (amarillo), 1,2-quinona (rojo), OH hacen el color más oscuro mtbm 2ario Espectro 1H- NMR tectoquinona Atención con la luz, la temperatura y tiempo de almacenamiento. Oxidaxiones mtbm 2ario Alcaloides No hay una definición exacta. “Compuesto orgánico de origen natural nitrogenado” El nitrógeno les proporciona carácter básico (BD) Muy específicos de plantas Generalmente presentan una marcada actividad farmacológica o toxicidad a bajas dosis Clasificación según su origen biosintético 1. derivados de aa alifáticos: ornitina y lisina 2. derivados de aa aromáticos: fenilalanina y tirosina 3. derivados del aa aromático triptófano 4. de origen diverso: imidazólicos, terpénicos, xánticos,… mtbm 2ario Alcaloides R H N O CH3 N CH3 H HO Nicotina Papaver somniferum R = OCH3 Codeína Nicotiana tabacum R = OH Morfina O CH3 CH3 H3C N COOCH3 N N N OOC O N H CH3 Cafeína Cocaína Coffea arabiga Erythroxylon coca mtbm 2ario Alcaloides derivados de ornitina Alcaloides pirrolizidínicos Compositae: Senecio sp. Citotóxicos, carcinógenos Senecionina (hepatotóxico), monocrotalina (hipertensión pulmonar) Alcaloides tropánicos Solanaceae: Atropa belladona Erythroxylaceae Anticolinérgico Inhibidor de la recaptación de NA, Se y D N-metil-piperidina N O N-metil-pirrolidina O OH mtbm 2ario Alcaloides derivados de lisina Alcaloides quinolizidínicos Fabaceae Esparteína (tratamiento de taquicardias, oxitócica =  contracción uterina) Alcaloides piperidínicos Lobeliaceae: Lobelia inflata Lobelina (estimulante respiratorio) Lobelina Alcaloides piridínicos Solanaceae: Nicotiana sp Areca catachu Nicotina (insecticida, estimulante resp) Arecolina (parasimpaticomimético) mtbm 2ario Alcaloides derivados de fenilalanina y tirosina Feniletilaminas Estructuras similares a los NT: A, NA, D Actividades similares a los NT: estimulantes o bloqueantes Efedrina (simpático-mimético), mescalina (psicodisléptico) Isoquinoleínas Benzilisoquinoleínas (C6C2NC2C6) Magnoliae, Ranunculae, Papaverae Morfina (analgésico), berberina (colerético, antifúngico) mtbm 2ario Alcaloides derivados del triptófano Alcaloides indólicos Resperpina (Rauwolfia serpentina) Vinblastina y vincristina (Catharanthus roseus) antihipertensivo, antipsicótico antitumorales Yohimbina (Pausinystalia yohimbe) afrodisíaco mtbm 2ario Alcaloides de origen diverso Alcaloides imidazólicos Alcaloides diterpénicos Pilocarpina (Pilocarpus microphyllus) Aconitina (Aconitum napellus) Parasimpático-mimético Muy tóxico Alcaloides esteroídicos Alcaloides purínicos (xantinas) Solanina (Solanaceae) Cafeína, teofilina, teobromina Muy tóxico Estimulantes cafeína mtbm 2ario Espectro 1H- NMR nicotina Las señales son muy sensibles al pH mtbm 2ario