Sekundaarimetabolia

Sekundaarimetabolia eli sekundääriaineenvaihdunta (erikoismetabolia) on eliön ei-välttämätöntä metaboliaa eli aineenvaihduntaa. Sekundaarimetabolian reaktiopolut ja tuotteet eivät ole välttämättömiä eliön elossa pysymiselle normaaleissa olosuhteissa. Sekundaarimetabolian tuotteiden puuttuminen johtaa yleensä vain vähäiseen eliön toimintojen kuten kasvun, kehityksen, lisääntymisen ja esteettisten ominaisuuksien heikentymiseen tai sillä ei ole lainkaan vaikutuksia eliön fenotyyppiin.

Esimerkkejä sekundaarimetaboliiteista eli toissijaisista aineenvaihduntatuotteista ovat muun muassa väriainepigmentit, haju- ja makuyhdisteet ja mikrobien itsensä tuottamat antibiootit, joiden avulla eliö kilpailee muiden lajiyksilöiden ja muiden lajien kanssa ja torjuu petoja ja loisia. Ei-sekundaarimetaboliasta eli primaarimetaboliasta eli tavallisesta metaboliasta käytetään joskus nimitystä perusmetabolia erotukseksi sekundaarimetaboliasta. Sekundaarimetaboliitteja tuottavat niin mikrobit, kasvit kuin eläimetkin, mutteivät kaikki niistä.

Sekundaarimetabolian käynnistyminen

Eliöiden sekundaarimetabolia voi käynnistyä joskus myös vain tarvittaessa olosuhteiden tai kehitysvaiheiden niin vaatiessa. Esimerkiksi bakteerien sekundaarimetabolia käynnistyy ympäristöolosuhteiden muuttuessa huonommiksi. Kasvaessaan ravinteikkaassa väliaineessa useimmat bakteerit tuottavat lähes yksinomaan perusmetabolian tuotteita kasvaakseen ja lisääntyäkseen. Kun ravinteiden määrä vähentyy, bakteerit alkavat tuottaa sekundaarimetaboliitteja selvitäkseen elossa.

Myös kasvit tuottavat sekundaarimetaboliitteja selviytyäkseen paremmin haitallisissa ympäristöolosuhteissa ja tietyissä kehitysvaiheissa. Esimerkiksi altistuminen UV-säteilylle käynnistää UV-säteilyä absorboivien yhdisteiden biosynteesin.

Esimerkkejä sekundaarimetaboliiteista

• Alkaloidit (mm. atropiini, kokaiini, kodeiini, morfiini)
• Glykosidit (mukaan lukien glukosinolaatit)
• Fenolit (mm. resveratroli)
• Terpenoidit (mm. delta-9-tetrahydrokannabinoli, kamferi, mentoli, tietyt steroidit, saponiinit)
• Tietyt rasvahapposyntaasin tuotteet (mm. floroglusinoli)
• Vanilloidit (mm. kapsaisiini)
• Amidit (mm. kloramfenikoli)
• Aminoglykosidit (mm. streptomysiini)
• Antrasykliinit (mm. adriamysiini)
• β-laktaamit (mm. penisilliini, kefalosporiini-C, klavulaanihappo)
• Fenatsiinit (mm. pyosyaniini, fenatsiini-1-karboksyylihappo)
• Naftalenyyliesterit (mm. lovastatiini)
• Polyketidit (mm. erytromysiini, tetrasykliini, avermektiini)
• Tietyt ei-ribosomaaliset peptidit (mm. basitrasiini, gramisidiini, vankomysiini, siklosporiini-A, aktinomysiini)
• Tietyt ribosomaaliset peptidit (mm. mikrosiini-J25)

Lähteet

• Kauppinen V, Kiviranta J, Laakso T, Mannermaa J-P, Nurmi T ja Saarela S: Farmaseuttinen mikrobiologia, luku II, 7. kappale: Antibioottien valmistus. Suomen Farmaseuttinen Yhdistys ry., 1996. ISBN 951-97538-0-X