Понятие антоцианов - Химия реферат

Главная

Химия
Понятие антоцианов

Строение и характерные особенности антоцианов, физические и химические свойства. Их биосинтез и функции в растениях: защита фотолабильных соединений, от ультрафиолетового излучения, дезактивация активных форм кислорода, повышение устойчивости к стрессу.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


антоциан биосинтез растение фотолабильный
В одной старинной книге описан простой фокус с алыми тюльпанами. Фокусник накрывает букет плотным непрозрачным колпаком, шутит, просит сосредоточиться и всячески тянет время. Когда колпак снимается, тюльпаны оказываются синими.
Секрет опыта - в антоцианах. Именно эти вещества придают частям растений красный, вишневый, розовый, сиреневый, синий, фиолетовый или голубой цвет.
А теперь разгадка секрета фокуса с тюльпанами: вместо воды в вазу налили нашатырный спирт, обладающий щелочными свойствами. Он легко испаряется и проникает в ткани растения, изменяя цвет антоцианов на синий. За редким исключением антоцианы названы по тем растениям, из которых впервые выделены.
Раньше аптекари использовали антоцианы для выявления кислой и щелочной реакции.
В последнее время как в российских, так и в зарубежных СМИ появляются сообщения о «чудо-фруктах», «чудо-овощах» и «чудо-цветах» с необычной окраской, которая либо не встречается у данных видов растений, либо встречается, но очень редко. Так, например, немалый фурор среди российской общественности произвела новость о создании уральскими селекционерами сорта картофеля «Чудесник» с фиолетовой окраской мякоти. И хотя на российском рынке фиолетовая морковь и перец являются чем-то необычным и очень редким, за рубежом овощами с фиолетовой окраской уже никого не удивить. Среди «чудес» науки, которые поражают воображение многих людей, можно упомянуть голубые розы, впервые созданные в 2004 году австралийской компанией Флориген (Florigene) при поддержке японского холдинга Сантори.
Приведенные примеры растений с необычной для нас окраской различных органов объединяет то, что все они были искусственно созданы человеком с помощью манипуляций с окраской, которая обусловлена растительными пигментами - антоцианами. Однако без всестороннего исследования природы антоциановой окраски и генетической составляющей биосинтеза антоциановых соединений манипуляция с окраской у различных видов растений была бы невозможна.
Антоцианы (от греч. ?нипт - цветок и кхбньт - синий, лазоревый) - окрашенные растительные гликозиды, содержащие в качестве агликона антоцианидины - замещенные 2-фенилхромены, относятся к флавоноидам.
Рис. 1 Керацианин - рутинозил-3-цианидин, антоциан, содержащийся в костянках вишен (Cerasus)
антоциан биосинтез растение фотолабильный
Антоцианы - водорастворимые пигменты вакуолей растений, которые могут быть красных, фиолетовых или синих цветов и их оттенков в зависимости о кислотности. Они могут присутствовать у растений в генеративных (цветках, пыльце) и вегетативных (стеблях, листьях, корнях) органах, а также в плодах и семенах [1]. При этом данные соединения могут либо постоянно присутствовать в клетке, либо появляться на некоторое время на определенной стадии развития растений или при действии стресса. Последнее обстоятельство навело ученых на мысль, что данные соединения нужны не только для окраски цветов и плодов для привлечения насекомых-опылителей и распространителей семян, но и для борьбы с различными типами стрессов [2].
1. кодирующих ферменты, участвующие в цепи биохимических превращений (структурные гены),
2. определяющих транскрипцию структурных генов в нужное время в нужном месте (регуляторные гены) и
3. кодирующих транспортеры антоцианов в вакуоли (известно, что антоцианы, находящиеся в цитоплазме, окисляются и формируют агрегаты бронзового цвета, которые являются очень токсичными для клеток растений [8]).
Биосинтез антоцианов в настоящее время достаточно полно описан в литературе [9-11]. На рис. 3 представлена схема образования наиболее часто встречающихся окрашенных антоцианов: антоцианидин (цианидин, пеларгонидин, дельфинидин) 3-глюкозидов. Антоцианидин 3-глюкозиды в определенных условиях в дальнейшем могут быть модифицированы при добавлении гликозильной, ацильной или метильной групп. Метилирование цианидин глюкозида приводит к получению пеонидин (3' - О-метилцианидин) глюкозида и таким же образом из дельфинидин глюкозида синтезируются петунидин (3' - О-метил дельфинидин) и мальвидин (3', 5' - О-диметил дельфинидин) глюкозиды [9].
Общим предшественником всех антоцианов является 4, 2', 4', 6'-тетрагидрокси-халкон (3), образующийся в результате катализируемой ферментом халкон синтазой конденсации малонил-кофермента А (2) и кумарил-кофермента А (1), который далее под действием халкон изомеразы превращается в 5, 7, 4'-тригидроксифлаванон (нарингенин, (4)). При воздействии на (4) флавон синтазы образуются следующие флавоны: апигенин (5), лутеолин (6), трицетин (7). Флавонон 3-гидроксилаза в свою очередь преобразует (4) до дигидрокемпферола (8), из которого под действием флавонол синтазы синтезируются флавонолы: кемферол (9), кверцетин (10), мирицетин (11). Два цитохром Р450 - содержащих фермента флавоноид 3' - гидроксилаза и флавоноид 3', 5' - гидроксилаза катализируют 3' и 5' - гидроксилирование дигидрофлавонолов и в итоге определяют положение гидроксильной группы в кольце В антоциана [11].
Рисунок 3 - Схема биосинтеза антоцианов
Субстрат-специфичная дегидрофлавонол 4-редуктаза часто определяет структуру антоцианидинов, которые накапливаются в различных растениях, в зависимости от того какой из дигидрофлавонолов: дигидрокемферол (8), дигидрокверцетин (12) или дигидромирицетин (15) преимущественно образуется в растении. Антоцианы из дигидрофлавонолов синтезируются под действием дегидрофлавонол 4-редуктазы, антоцианидин синтазы и антоцианидин 3-О - гликозилтрансферазы. Но при биосинтезе цианидин 3-глюкозида (имеющего окраску от красной до пурпурной) (13) и дельфинидин 3-глюкозида (окрашенный в фиолетовый цвет) (16), в отличие от пеларгонидин 3-глюкозида (имеющий цвет от оранжевого до красного) (14), на стадии гидроксилирования кольца В необходимо присутствие флавоноид 3' - гидроксилазы и флавоноид 3', 5' - гидроксилазы соответственно.
Образованию антоцианов благоприятствуют низкая температура, интенсивное освещение.
Какую именно окраску будет иметь растение, зависит от многих факторов:
· структуры и концентрации антоцианов (которая, кстати, зависит и от наличия стресса - засухи, интенсивного освещения, холода),
· pH в вакуолях, где они накапливаются (см. выше описание опытов Роберта Бойля),
· наличия ко-пигментов, стабилизирующих антоциановую окраску, а также
· ионов металлов (алюминия, железа, магния, молибдена, вольфрама), с которыми антоцианы могут образовывать комплексы, меняя свой цвет на голубой.
· Немаловажное значение также имеет локализация этих соединений в тканях растений.
Антоцианы клеточных вакуолей предотвращают повреждение фотолабильных молекул избыточным светом. Подобный пример описан для Ambrosia chamissonis, растения семейства Сложноцветных, произрастающего на Калифорнийском побережье. Растение содержит большое количество тиарубрина A, который ядовит для насекомых, бактерий и грибов. Тиарубрин A фотонеустойчив; даже кратковременное облучение видимым или УФ светом делает его интактным. Клетки, содержащие цианидин 3-O-глюкозид и цианидин-3-O - (6' - O-малонилглюкозил), защищают ткани A. chamissonis. Антоцианы поглощают избыточные кванты света, и, таким образом, вносят существенный вклад в повышение защитных функций растения.
· в медицине (в качестве антиоксидантов и добавок, препятствующих и снижающих темпы развитие раковых заболеваний);
· в косметике (антоцианы обладают стабилизирующим эффектом и являются коллагенами);
· в технике (в качестве краски для органических солнечных батарей из-за способности антоцианов поглощать свет и преобразовывать его в электроны).
1. Wheldale, M. The anthocyanin pigments of plants. - Cambridge University Press, 1916. - 320 pp.;
2. Chalker-Scott, L. (1999). Environmental significance of anthocyanins in plant stress responses. Photochem. Photobiol. 70, 1-9;
3. Карабанов, И.А. Флавоноиды в мире растений. - Минск: Ураджай, 1981. - с. 80;
4. Харламова, О.А. Натуральные пищевые красители / О.А. Харламова, Б.В. Кафка., - М.: Пищевая промышленность (Качество и ассортимент), 1979, - 191 с.
5. Andersen, O.M., Jordheim M. The anthocyanins. // Andersen O.M., Markham K.R. (Eds.). Flavonoids: chemistry, biochemistry and applications. - Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. - P. 452-471;
6. Макаревич, А.М. Функции и свойства антоцианов растительного сырья / А.М. Макаревич, А.Г. Шутова, Е.В. Спиридович, В.Н. Решетников // Труды БГУ, 2010. - т. 4, выпуск 2. - С. 1 - 11;
7. Mol J., Grotewold E., Koes R. (1998). How genes paint flowers and seeds. Trends Plant Sci. 3, 212-217;
8. Marrs K.A., Alfenito M.R., Lloyd A.M., Walbot V. (1995). A glutathione S-transferase involved in vacuolar transfer encoded by the maize gene Bronze-2. Nature 375, 397-400;
9. Pascual-Teresa, S. Anthocyanins: from plant to health / S. de Pascual-Teresa, M.T. Sanchez-Ballesta // Phytochemistry Reviews. - 2008. - Vol. 7 - P. 281-299.
10. Jaakola, L. Activation of flavonoid biosynthesis by solar radiation in bilberry ( Vaccinium myrtillus L.) leaves / L. Jaakola [et al.] // Planta. - 2004. - Vol. 218 - P. 721-728
11. Tanaka, Y. Flower colour and cytochromes P450 / Y. Tanaka // Phytochemistry Reviews. - 2006. - Vol. 5, №2/3. - Р. 283-291.
12. Рудаков, О.Б. Фракционный состав антоциановых красителей из растительных экстрактов и контроль над ними методом ВЭЖХ / О.Б. Рудаков [и др.] // Вестник ВГУ Серия: Химия. Биологя. Фармация. - 2004. - №1. - С. 85-93
13. Антоцианы - красящие вещества в клетках растений. Материалы с сайта Удивительный мир растений - свободной энциклопедии URL: http://www.valleyflora.ru/7-1.html.
14. Ставицкая Т.В. Применение экстракта черники в офтальмологии // Клиническая офтальмология. - 2002. - №2. - C. 86-87
15. Е163 - Антоцианы [Электронный ресурс] / Электрон. дан. - [М.]. 2010-2013., URL: http://dobavkam.net/additives/e163 (Дата обращения: 04.05.2013)
Физические и химические свойства и электронное строение атома олова и его соединений с водородом, галогеном, серой, азотом, углеродом и кислородом. Оксиды и гидроксиды олова. Окислительно-восстановительные процессы. Электрохимические свойства металла. курсовая работа [149,5 K], добавлен 06.07.2015
Периодическая система химических элементов. Строение атомов и молекул. Основные положения координационной теории. Физические и химические свойства галогенов. Сравнение свойств водородных соединений. Обзор свойств соединений p-, s- и d-элементов. лекция [558,4 K], добавлен 06.06.2014
Физико-химические методы для установления структуры и анализа биологически активных соединений. Обработка сигналов. Законы поглощения света. Электронная абсорбционная спектроскопия. Спектр электромагнитного излучения. Длина волны. Скорость света. реферат [989,4 K], добавлен 06.02.2009
История открытия магния. Характеристика по положению в периодической системе Д.И. Менделеева. Применение магния и его соединений. Его физические свойства. Химические свойства магния и его соединений. Распространение в природе и особенности получения. реферат [37,0 K], добавлен 26.08.2014
Понятие, основные физические и химические свойства циклоалканов как насыщенных моноциклических углеводородов, алициклических соединений. Исследование примеров данных соединений: бензола, циклогексана: их схемы и элементы, применение и побочные действия. презентация [158,7 K], добавлен 05.02.2014
Физические и химические свойства йода. Важнейшие соединения йода, их свойства и применение. Физиологическое значение йода и его солей. Заболевания, связанные с его нехваткой. Применение йода в качестве антисептика, антимикробные свойства его соединений. реферат [26,7 K], добавлен 26.10.2009
Зарождение химии как науки. Общая характеристика халькогенов: история открытия, физические и химические свойства, получение и применение кислорода, серы, селена, теллура, полония и их соединений. Лабораторные опыты по исследованию свойств халькогенов. курсовая работа [81,7 K], добавлен 10.09.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Понятие антоцианов реферат. Химия.
Реферат: Пульпит. Клиника. Лечение
Курсовая работа по теме Вплив витрати залізної руди на техніко-економічні показники доменної плавки
Эссе Дар Мавзуи Китоб
Шпаргалки На Тему Иммунотерапия
Дипломная Работа На Тему Приостановление Предварительного Следствия: Основания, Порядок
Реферат: Шведская модель социальной экономики
Дипломная работа по теме Особенности делового общения в организации (на примере ООО 'САРЕХ')
Реферат: Антиглобализм в современном мире
История Конькобежного Спорта Реферат
Курсовая работа по теме Разработка демонстрационной версии экспертной системы для выбора вида спецодежды
Происхождение и эволюция свиней
Сказка Про Собаку Собственного Сочинения
Курсовая работа: Отчет по технологической практике на Мариупольском металлургическом комбинате Азовсталь
Реферат по теме Культура математического языка школьников и их познавательная активность
Профессиональная Культура Руководителя Доу Реферат
Реферат: Специализированный процессор ввода-вывода К1810ВМ89. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме О последствиях расторжения договора
Образование России Эссе
Реферат: Teenage Alcholism Essay Research Paper Most teenagers
Курсовая работа по теме Виды бухгалтерской отчетности
Глобалізація і процеси соціального розвитку - Международные отношения и мировая экономика статья
Проблемы смыслового восприятия речи - Психология курсовая работа
Влияние личностных особенностей молодого специалиста на образ профессионального будущего - Психология дипломная работа