Физиологическая роль алкалоидов в растениях и пути их образования

Часто высказывалось мнение о том, что алкалоиды, так же как смолы, каучук и некоторые другие вещества, являются отбросами растений и не играют какой-либо существенной физиологической роли. Однако это мнение в настоящее время оставлено. Установлено, что алкалоиды играют определенную роль в обмене веществ у растений. Например, показано, что никотин совершенно отсутствует в семенах табака и начинает образовываться уже на первых этапах прорастания семени. С другой стороны, созревание семян табака и накопление в них белков сопровождается постепенным снижением содержания никотина. Установлена также тесная связь между интенсивностью роста табачного растения и его азотистым питанием, с одной стороны, и образованием никотина, с другой.

Весьма интересные данные, свидетельствующие о том, что алкалоиды используются в растении для построения других соединений, были получены при исследовании обмена алкалоида горденина. Этот алкалоид, являющийся производным аминокислоты тирозина, содержится в значительном количестве в молодых растениях ячменя и постепенно исчезает по мере развития и созревания растений. С помощью изотопного метода установлено, что горденин при этом превращается в лигнин.

В отношении многих алкалоидов показано, что их содержание в растении подвергается большим колебаниям ‑ за периодами потребления следуют периоды накопления.

Важные результаты, касающиеся образования и превращения алкалоидов в растениях, были получены А.А. Шмуком, К. Мотесом, Р. Даусоном и их сотрудниками с помощью метода прививок. Алкалоиды в процессе жизни растения подвергаются ферментативным превращениям и не являются инертными в обмене веществ, а являются определенной формой, через которую идет превращение азотистых соединений в растениях и в виде которой обезвреживаются и сохраняются азотистые продукты обмена веществ.

Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о возможном участии алкалоидов в происходящих в растениях окислительно-восстановительных процессах. Так, например, Л.Я. Арешкиной показано, что в растении Senecio ptatyphyllus, принадлежащем к семейству сложноцветных, алкалоиды платифиллин и сенецифиллин содержатся как в восстановленной форме с трехвалентным азотом º N, так и в окисленной форме, в виде так называемых N-оксидов, в которых азот пятивалентен и связан с атомом кислорода º N = 0; соотношение восстановленных и окисленных форм алкалоидов изменяется по мере роста и развития растения. Установлено также, что N-оксидные формы алкалоидов могут легко отдавать свой кислород, окисляя при этом различные соединения — аскорбиновую кислоту, лимонную кислоту, гидрохинон, пирогаллол.

Интересные результаты были получены также при введении в растения махорки никотина, меченного радиоактивным углеродом. Оказалось, что при этом значительная часть радиоактивности обнаруживается в никотиновой кислоте, амид которой, как отмечалось ранее, является необходимой составной частью важнейших окислительно-восстановительных ферментов — первичных дегидрогеназ. Таким образом, показана роль алкалоида, в данном случае никотина, как источника материала, необходимого для синтеза ферментов.

Все эти наблюдения представляют значительный интерес в связи с вопросом о физиологической роли алкалоидов в растениях.

Лекция 9. Стимуляторы роста растений. Гербициды

9.1 Стимуляторы роста растений

9.2 Гербициды