A l c a l o i d e s d e r i v a d o s d e l o s t e r p e n o s

Prof. Dr. Silva Torres Rafael

7FM1 – QFI – LA

Castro Loa Fernando Adrian

Departamento de Fitoquímica

A l c a l o i d e s

F i t o q u í m i c a

F u n d a m e n t o s T e ó r i c o s

Forman parte de una gran familia de más de 12,000 metabolitos secundarios. Debido a su estructura química, se le confieren ciertas características particulares: 1) Contienen por lo menos un átomo de Nitrógeno en su molécula. 2) Tienden a ser solubles en agua (pH ácido). 3) Se les encuentra como sales orgánicas. 4) Tienen gran actividad biológica.

Alcaloides

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Molécula de Morfina

CO2 + H2O

Met

abo

lism

o

secu

nd

ario

Metab

olism

o

secun

dario

Hv

Metabolismo primario

Fotosíntesis

Glucosa

Glicólisis ATP

Acetil - CoA

Ciclo de Calvin

Ácidos Nucleicos

Aminoácidos

Proteínas

DNA - RNA

Lípidos Terpenos

Esteroides

Alcaloides

Flavonoides

Carbohidratos

Derivados constituyentes

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Clasificación y Origen

Debido a su gran abundancia, se les ha clasificado en base a su origen biogenético, dividiéndolos en: 1) Alcaloides derivados de aminoácidos. 2) Alcaloides purínicos. 3) Alcaloides derivados de los terpenos o

terpenos aminados. 4) Alcaloides policétidos.

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F i t o q u í m i c a

Debido a su naturaleza química se les clasifica en: 1) Alcaloides monoterpénicos (AMIs) 2) Alcaloides sesquiterpénicos 3) Alcaloides Diterpénicos 4) Alcaloides de Daphniphyllum sp. 5) Alcaloides esteroidales

Alcaloides derivados de los terpenos o terpenos aminados

Molécula de Aconitina

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1) Alcaloides monoterpen-indolicos (AMIs)

Los alcaloides derivados de terpenos más representativos son los alcaloides monoterpen-indolicos (AMIs). Este tipo de alcaloides se han encontrado en varias familias vegetales, principalmente en las Apocináceas, Loganiáceas, Nissáceas y Rubiáceas. Entre las plantas más conocidas y estudiadas que producen AMIs se tienen: Catharanthus roseus, Tabernaemontana divaricata y Rauvolfia serpentina .

Catharanthus roseus

Tabernaemontana divaricata

Rauvolfia serpentina .

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Entre los alcaloides más importantes producidos por C. roseus están los del tipo bisindólico que incluyen a la Vinblastina, la Vincristina, la Ajmalicina y la Serpentina.

Catharanthus roseus

Molécula de Vinblastina

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2) Alcaloides Sesquiterpénicos

No son tan representativos, Las plantas representantes que contienen este tipo de alcaloides son las orquídeas, tales como: Dendrobium nobile: El compuesto aislado es la Dendrobina, usado como analgésico ligero e hipotensor. Nuphar luteum y Nymphaea alba: Son plantas acuáticas flotantes, el rizoma de estas plantas contienen Deoxinufaridina y Nufamina, usadas como antiséptico y como sedativo - afrodisiaco No tiene aplicaciones farmacológicas importantes, ya que llegan a ser muy tóxicos.

Dendrobium nobile

Nuphar luteum

Nymphaea alba.

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3) Alcaloides Diterpénicos

Son generalmente aislados de familias como las Ranunculaceas y de Rosaceas, se caracterizan por su alta toxicidad, su estructura comprende esqueletos de 19 Carbonos (Norditerpenos) y de 20 Carbonos (Diterpenos). Los alcaloides norditerpénicos se encuentran en plantas como Aconitum napellus, la cual es usada como veneno de flechas. Los alcaloides diterpénicos se encuentran en plantas como Aconitum heterophyllum o en la familia de las Cassalpinaceas y son altamente tóxicos.

Aconitum napellus

Aconitum heterophyllum

Molécula de Aconitina

Molécula de Atisina

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4) Alcaloides de Daphniphyllum sp.

Este tipo de alcaloides se han encontrado en especies de Daphniphyllum, tienen como principal característica presentar un sistema policíclico muy complejo. Se usa tradicionalmente para el tratamiento del asma.

Entre los principales alcaloides obtenidos de estas especies, se encuentran:

• Dafnifilina • Secodafnifilina • Yuzurimina

Daphniphyllum macropodum

Molécula de Yuzurimina

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5) Alcaloides Esteroidales

Los alcaloides esteroidales se dividen en: • Alcaloides Aminopregnanos: Su estructura posee 21 Carbonos. • Alcaloides Cicloartenoloides: Su estructura posee 24 Carbonos.

• Alcaloides Esteroidales: Su estructura posee 27 Carbonos.

Hoya merrillii

Buxus balearica

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Alcaloides Aminopregnanos Su estructura posee 21 Carbonos. Son derivados del pregnano, donde el nitrógeno puede ser intra o extracíclico. Son compuestos característicos de los géneros de Apocynaceaes.

Apocynaceae plumeria.

Núcleo pregnano

Holaphilina

Conesina

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Alcaloides Cicloartenoloides

Su estructura posee 24 Carbonos. Son derivados del cicloartenol, y se le encuentran en la Familia Buxaceae y molecularmente son dinitrogenados en los carbonos 3 y 20.

Sarcococca humilis

Núcleo de cicloartenol

Ciclobuxina

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Alcaloides Esteroidales Su estructura posee 27 Carbonos. Están estrechamente aparentados con las sapogeninas esteroidales, sin embargo su actividad es muy toxica en SNC y sistema cardiovascular. Se pueden encontrar en las familias Solanaceae y Liliaceae.

Solanum dulcamara

Solanidina

Lilium candidum

Solasodina

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B i o s í n t e s i s

Su biosíntesis es bastante compleja, ya que se requiere la combinación de dos vías, cuando se realiza dicha combinación, la síntesis de estos

metabolitos es un 0.005% del total de metabolitos presentes en la planta.

Biosíntesis

Vía Terpénica Vía Indólica

Alcaloides derivados de los terpenos o terpenos aminados

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Cloroplasto

Vacuola

Vía Terpénica Vía Indólica

Vía de la 1-Desoxi-D-xilulosa-5-fosfato

(Vía de condensación de Piruvato -

Gliceraldehido-3P) Vía del Mevalonato

Acetil-CoA

Ácido mevalónico Isopentanil Difosfato (IPP)

Geraniol

Secologanina Vía del Ácido

Shikímico

Formación de aminoácidos aromáticos

Fenilalanina

Tirosina

Triptófano

Estrictosidina aglicona (Glucoalcaloide precursor de 200

alcaloides terpénicos)

Geraniol 10-hidroxilasa O2

Sistema de retroalimentación 1) ↑ PO4

2- ↓Alcaloides 2) ↑Alcaloides ↑Alcaloides 3) ↑Geraniol 10-Hidroxilasa

↑Alcaloides

Estrictosidina sintasa

Alcaloides Monómericos

Alcaloides Diméricos

Alcaloides Poliméricos

U s o s d e l o s a l c a l o i d e s

d e r i v a d o s d e t e r p e n o s

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F i t o q u í m i c a

A l c a l o i d e s

F i t o q u í m i c a

Agentes anticancerígenos.

Tratamiento de la leucemia.

Agentes antihipertensivos y antiarrítmicos.

Efectos varios sobre SNC.

Usos de alcaloides derivados de los terpenos

B i b l i o g r a f í a y R e f e r e n c i a s

J. Azcón - Bieto, M. Talón, Fundamentos de Fisiología Vegetal. Madrid: McGraw-Hill Interamericana.

Artículo de metabolismo secundario de las plantas [ Adolfo Ávalos García & Elena Pérez Urria Carril ]

Artículo de Biosíntesis de Alcaloides Indólicos [Víctor M Loyola Vargas et al.]

Audersik – Byers , Biología Ciencia y Naturaleza, Ed. Pearson Prentice Hall, México

Jean Brineton, Éléments de Phytochimie et de Pharmacognosie., Ed. Lavoisier Tec & Doc.

Héctor Murillo, Química Orgánica, Editorial ECLALSA, Salvador Alvarado 105, Tacubaya México D.F 1978

Universidad de Sevilla: Biosíntesis de Terpenos

Alvin Nason, Biología ‘’Bioquímica de los Organismos Fotosintéticos’’ , Ed. Limusa México 1960

Universidad de Antioquia: Alcaloides

F i t o q u í m i c a

Deanna Marcano y Masahisa, Fitoquímica Orgánica, Universidad central de Venezuela.

A l c a l o i d e s d e r i v a d o s d e l o s t e r p e n o s

Mapa mental

Requiere que se de la unión de dos vías:

Vía Terpénica

Tiene como fin, dar Secologanina, metabolito alterno de la Vía del Mevalonato.

Vía Indólica

Tiene como fin, dar Triptófano, metabolito primario que provee el anillo base de

Indól al alcaloide derivado de los terpenos.

Biosíntesis

Usos

Agentes anticancerígenos.

Tratamiento de la leucemia.

Agentes antihipertensivos y antiarrítmicos.

Efectos varios sobre SNC.

Historia

Friedrich Wilhelm Meissner en 1819: Alcali.

Königs: propuso que eran compuestos básicos relacionados

a la piridina. Guereschi: Base de origen vegetal.

Winterstein y Trier en 1910: Compuestos con Nitrógeno

provenientes de cualquier ser vivo.

1

2 3

4

Clasificación

1) Alcaloides monoterpénicos (AMIs): Entre los alcaloides más importantes están los del tipo bisindólico como la Vinblastina, la Vincristina, la Ajmalicina y la Serpentina.

2) Alcaloides sesquiterpénicos: Las plantas representantes que contienen este tipo de alcaloides son las orquídeas, sin embargo no tienen un uso farmacológico ni clínico ya que estos compuestos llegan a ser muy tóxicos.

3) Alcaloides Diterpénicos: Pueden ser Norditerpenos (19 C) y Diterpenos (20 C). Son altamente tóxicos y venenosos.

4) Alcaloides de Daphniphyllum sp.: Tienen como característica principal, presentar un sistema policíclico muy complejo. Tienen aplicaciones muy limitadas, su uso es totalmente tradicional.

5) Alcaloides esteroidales: Se dividen en: • A. Aminopregnanos: 21 C. Derivados del núcleo

de pregnano. N puede ser intra o extracíclico. • A. Cicloartenoloides: 24 C. Derivados del

cicloartenol. Son dinitrogenados en C3 y C20. • A. Esteroidales: 27 C. Aparentados con las

sapogeninas esteroidales. Su actividad es muy toxica en SNC y sistema cardiovascular.