هناك عديد من المركبات التى تنتج فى النبات يطلق عليها اسم لمشتقات الثانوية لعمليات التمثيل الغذائى وتشمل كل من التربينات والفينولات والقلويدات وغيرها . وفى حقيقة المر فأن تسميتها بالمشتقات الثانوية يجانبة كثير من الخطأ لأن هذا التعريف غير دقيق, عندما يطرح سؤال هام هو ما أهمية تلك المركبات ؟ آم انها مركبات غير هامة فيكون السؤال ولماذا ينتجها النبات . أن ما دعا الى اطلاق تلك التسمية أن هناك كثير من المركبات التابعة للمجاميع الثلاثة سالفة الذكر غير معروف أهميتها على جة الدقة بل يعتبرها البعض بمثابة مركبات أو نفايات ناتجة من عمليات التحول الغذائى الأساسى Waste products حيث انها تنقل بعد تكوينها الى الفجوات العصارية داخل الخلية أو تخزن بدون فائدة للنبات
الا أن البعض الآخر يرى اهميتها للنبات فهى مصدر للصبغات النباتية والكلوروفيل كما انها مصدر للهرمونات النباتية والفيتامينات وقرائن الانزيمات والقواعد النيتروجينية والزيوت العطرية بالاضافة الى كونها خط الدفاع الثانى للنبات - بعد الخط الاول وهو الشعيرات التى توجد على اسطح الخلايا أو كأمتدات لطبقة البشرة وكذلك طبقة الكيوتيكل الشمعية والقلف - حيث تفرز للقيام بحماية النبات من الغزوات الخارجية من الميكروبات والحشرات فهى بمثابة جهاز المناعة للنبات فعندما يهاجم النبات من الخارج بالافات والأمراض تتكون الفينولات والقلويدات التى من شأنها ايقاف عمل تلك الكائنات الغازية او قتلها او قتل الخلايا الحية التى اصيبت ليضحى النبات ببعض من خلاياه لمحاصرة المرض وهو ما يظهر كبقع بنية عند الاصابة المرضية او الحشرية
تمثل كذلك تلك المركبات أهمية كبيرة أيضا للأنسان حيث تستخدم تكنواوجيا فى كثير من الصناعات الهامة مثل الصناعات الدوائية وصباغة الجلود وصناعة الصابون واستراج الزيوت العطرية وفى صناعات التجميل وفى الصناعات الغذائية كمكسبات للطعم والرائحة وفى صناعة المطات ... الخ وعلية يمكن القول بأن المشتقات الثانوية هى مواد تنتج اثناء العمليات التمثيلية الاساسية مثل التمثيل الغذائى للكربوهيدرات والبروتينات والدهون

تشمل التربينات عدد كبير من المواد الهامة للنبات اهمها الزيوت الطيارة Oils Essential والكاروتينيدات Caratenoids والمطاط Rubberوبعض الهرمونات النباتية مثل الجبرلين وحمض الابسيسيك , فالزيوت الطيارة هى التى تسبب الرائحة العطرية لكثير من النباتات والأزهار وتلك الزيوت العطرية يمكن فصلها بالتقطير فى تيار من بخار الماء فتطفو على هيئة زيت على سطح الطبقة المائية والزيوت العطرية هى مخلوط من الهيدروجينات المكربنة مع الكحولات والألدهيدات والكيتونات ويحتوى هيكلها الكربونى على وحدات متكررة من الايزوبرين Idoprene.

عادة يتم بناء الزيوت العطرية فى خلايا افرازية خاصة أو تتكون بواسطة الخلايا الغدية التى توجد على سطح الورقة , اما عن دور الزيوت العطرية للنبات فيعتقد البعض انها تؤدى الى تثبيط نمو النبات وتثبيط انبات البذور ان وجدت بها ووجودها داخل النبات هو وسيلة للدفاع عنه حيث انها تقاوم بل تثبط من نمو الكائنات الدقسقة كالبكتريا والفطريات ان هاجمت النبات
اما الكاروتينيدات فهى ليبدات ملونةChromo lipids فهى صبغات متعددة الألوان تندرج من الأصفر الى الأحمر والبنفسجى وهى عبارة عن هيدروجينات مكربنة غير مشتقة تحتوى على اربعين ذرة كربون والبعض منها يحتوى على مجاميع كحولية أو الدهيدية , اما الزانثوفيلات فهى مشتق كيتونى من الكاروتين أو هى هيدروكسى كاروتين وتتكون الكاروتينيدات أيضا من تكثيف جزيئات الايزوبرين مع فقد الهيدروجين نتيجة لهذا التكثيف
اما المطاط فهو من التربينات العليا اى التى تحتوى على عدد كبير من وحدات الأيزوبرين
مشتقات الايزوبرين
بالقاء نظرة على التركيب البنائى للتربينات نجد انها تبنى من قوالب يحتوى كل منها على خمس ذرات كربون وهى ماتعرف بالأيزوبرين Isoprene . ولا يلعب الايزوبرين دورا فى بناء التربينات الا بعد تنشيطه واتحاده مع البيروفوسفات ليكون IPP) Isopentenyl Pyrophosphate ), وتقسم التربينات الى مجموعات تبعا لاحتواءها على وحدات الايزوبرين كما بالجدول التالى :-

فيتكون Hemiterpenes من وحدة ايزوبرين واحدة (5C units) بينما تحتوى Monoterpenes على وحدتين (2x5-C) وهى اما ذات سلسلة مفتوحة أو تكون ذات تركيب حلقى وكذلك كلا من Sesquiterpenes التى تحتوى على ثلاث وحدات ايزوبرين وDiterpenes التى تحتوى على اربعة وحدات .. وهكذا كما هو موضح بالجدول السابق , اما عديد التربين فيتكون من وحدات الايزوبرين ذات سلسلة مفتوحة فقط دون تكون حلقات .

بناء التربينات : Terpenoids Biosynthesis
يبدأ بناء التربينات بأستخدام وحدات acetyl CoA الناتجة من هدم السكر اثناء التنفس فبلا من اتمام حرقها فى فرن الخلية أو دورة السترات المعروفة بدورة كربس يسحب الثيل المحمل على القرين الانزيمى A لتتحد مع وحدة اخرى منه ليعطى مركب acetoacetyl CoA ثم يضاف اليه جزىء ثالث لينتج فى النهاية المركب المعروف باسم حمض الميفالونيك Mevalonic acid وذلك بمساعدة قرين الانزيم NADPH2 ثم من حمض الميفالونيك والذى يتحول الى الايزوبرين النشط وهو عبارة عنIsopentenyl pyrophosphate والذى يتكون من الحمض السابق بعد نزع مجموعة CO2 وجزىء ماء وكذلك عملية فسفرة فى وجود ATP

ثم يتحول جزىء من(Isopentenyl pyrophosphate(IPP الى شبيهة الايزوميرى المعروف باسمDimethyle Allyl PP والذي يندمج معه ليكون السلسلة المفتوحة للتربين الأحادىgeranyl-pyrophosphate (monoterpen)e ومنه تتكون التربينات الأخرى االأحادية سواء ذات السلسلة المفتوحة او الحلقية و التى تختلف فيما بينها فى تاكسد او اختزال ذرات الكربون داخل الهيكل الكربونى للتربين .
ويمكن الحصول على Farnesylو Granylgeranyl بأضافة وحدات اخرى منIPP وتتم الأضافة – راس الى ذيل – بمعنى اتحاديين مجموعة الذيل فىIPP وهى IPP geranyl مع الراس فىIPP وهى Ch2 groupوبذلك تتكون التربينات الثلاثية و الرباعية وكذلك التربينات العديدة مثل المطاط وغيره

التربينات الأحادية Monaterpenes
أمكن عن طريق الأبحاث الخاصة بالنظائر المشعة CI4 تتبع التفاعلات الخاصة بتكوين Monaterpenes بدانا بال Precursors وهو كما سبق ذكره acetyl CoA ثم تكون حمض الميفالونيك حتى بناء IPP ثم Gneranyl PPثم تكوين الشكل الحلقى للتربين الأحادى وكذلك تحول التربينات الى اشباهها فعلى سبيل المثال يتحولGneranyl PP الى مركب Piperitenoneفى عدة خطوات وسطية غير معروفة ثم يتحول الأخير الى Pulegone ثم Menthone ثم الى menthal وذلك على ثلاث درجات من الهدرجة .

وذلك فى الغدد الزيتية الخاصة بالزيوت الطيارة حيث تحتوى على الانزيمات الخاصة بتلك التحولات و الشكل التالى يبين عدد من التربينات الشهيرة نلمح فيها المسالك التى يمكن عن طريقا تكوين العديد من التربينات الأحادية

تربينات Sesquiterpenes وهى التربينات التى تحتوى على ثلاث وحدات من الأيزوبين وهى فى الطبيعة نادرة الوجود ومن امثلتها الهامة Earnesolوهو أحد المركبات الهامة التى تدخل فى تركيب عطر أزهار الزئبق والليمون وهو تربين ذو سلسلة مفتوحة اما الصورة الحلقية لمثل هذه التربينات فهو حمض الأبسيسيك والذى يعتقد انه ينتج مباشرا من الميفالونيك كما سبق شرحه او من هدم الكاروتين زانثين Carotene- Zeaxanthin

التربينات الثنائية Diterpenes
وهى التربينات التى يحتوى هيكلها على أربع وحدات من الأيزوبين وأهم المركبات التابعة لهذا القسم مركبان هامان هما الفيتول و الجبرلين, اما الفيتول فهو تربين رباعى ذو سلسلة مفتوحة يدخل فى تكوين جزيء الكلوروفيل حيث تربط حلقة البيرول مع الفيتول ويتم الأتحاد بين مجموعة الكربوكسيل بحلقة البيرول مع مجموعة الأيدروكسيل بالفيتول لييتكون الأستر المروف بأسم اكلوروفيل
 

اما الجبرلين GA3 والذى يتكون من هيكل الجبين يتكون من حمض الميفالونيت أيضا كما سبق شرحه فى الباب السابق وكما بالشكل التالى

شكل ( 4 ) التمثيل الحيوى للجبرلين

التربينات الثلاثية Triterpenes
وهى التربينات التى تحتوى على ست وحدات من الأيزوبين ويتم تكوينها عن طريق اتحاد وحدتين من مركب -pyrophosphate Farnesyl وتتبع تلك المجموعة مواد هامة خاصة فى المملكة الحيوانية حيث يتبعها عدد هام من المواد مثل الكولوسيترول و الهرمونات الجنسية السيترودية ومجموعة فيتامين د وجلوكسيدات القلب والصابونين .

التربينات الرباعية carotennoids ) Tetraterpenes)
تنقسم الكاروتينيدات الى مجموعتين كبيرتين وهما : الكاروتينات والزانثوفيلات اما الكاروتينات فتتكون من 40 ذرة كربون وتنتج من اتحاد ثمان وحدات من الأيزوبرين ( زيل – زيل ) وتختلف فيما بينها فى درجة عدم تشبعها Unsaturation اما الزانثوفيلات فى مشتقات من الكاروتينات عن طريق الأكسدة ويتكون الهيكل الكربونى للكاروتينات من اضافة geranyl geranyl pyrophosphat ثم عن طريق عدة تفاعلات نازعة للأيدروجين فيتكون الكاروتين والنيروسبورين والليكوبين وتظل تلك المركبات ذات السلسلة المفتوحة غير ثابتة حتى تتكون الحلقات فى نهايتها ثم تتأكسد الكاروتينات ليتكون منها الزانثوفيلات فى النهاية

شكل ( 5 ) يوضح بناء الكاروتينات من 40 ذرة كربون ناتجم من اتحاد مجموعتين من مجاميع Geranyl Gerany PP الذى يتحول بواسطة نزع ذرتى أيدروجين الى الفيتون ثم الفيتوفلين ثم الكاروتين فالالنيروسبيورين ثم الليكوبين على التوالى .

شكل ( 6 ) شكل يوضح تحول الليكوبين الى باقى أنواع الكاروتينات وتحلق الحلقات الطرفية فى المركب الهيدروكربونى

التربينات العديدة Polyterpens
تتكون التربينات العديدة من اتحاد عدد كبير من وحدات الأيزوبرين لتكون ما يعرف بالتربينات العليا High Terpens واهم مركباتها المعروفة هى Rubber, Guttapercha, Balata جميعها تشبة المطاط فى خواصها ويوجد المطاط فى حوالى 2000 نوع نباتى ولكن كميته تكون محدودة فى معظمها ولكن يوجد بكمية كبيرة عدد من نباتات تلك العائلات ,Asclepiadaceae, Moraceae, Euphorpaceae, Compositaceae وتبنى التربينات العديدة من وحدات الايزوبرين والتى يتراوح عددها من 500 الى 50.000 وحدة كما بالشكل التالى

شكل يوضح التركيب الكيميائى لكل من Rubber, Guttapercha.

الفهرس