ALKALOIDY
Z hlediska šíře farmakologických účinků nejdůležitější sekundární
metabolity
• strukturní pestrost
• terapeutické využití
• počet
Alkaloidy jsou v převážné většině produkty sekundárního metabolismu
vyšších rostlin.
Menší počet alkaloidů produkují nižší houby a někteří obojživelníci.
Označení „alkaloid“ byl připsán lékárníkovi W. Meissnerovi (1819) a
vyjadřoval jejich alkalickou povahu, ač některé jsou neutrální (kolchicin).
ALKALOIDY
Výrazný fyziologický účinek byl povzbuzením pro jejich časné zkoumání, při
kterém se uplatnila řada lékárníků a které vedlo k isolaci a charakterizaci
typických představitelů
• morfin (Sertürner, 1806)
• strychnin (Pelletier a Caventou, 1818)
• chinin (Pelletier a Caventou 1820)
• koniin (Giesecke, 1872)
• nikotin (Posselt a Reimann, 1828)
• atropin (Hesse, 1831)
• kodein (Robiquet, 1832)
• papaverin (Merck, 1848)
Fysiologický účinek alkaloidů se často projevuje v jejich extrémní toxicitě.
Mnohé z nich mají v subletálních dávkách terapeuticky výhodné
farmakologické vlastnosti a užívají se jako cenná léčiva.
ALKALOIDY
V rostlině bývá obvykle alkaloidů více (hlavní a vedlejší)
• často stejná základní struktura, liší se odlišnými substituenty
• v takovéto skupině lze předpokládat společné prekurzory
• z existujících výjimek třeba uvést Chinae cortex - kůru chinovníku, kde
se nacházejí dva odlišné typy a to alkaloidy s jádrem chinolinovým a
indolovým
• alkaloidy se nejčastěji ukládají v pletivech vykazujících aktivní růst, dále
v pochvách svazků cévních a v mléčnicích
• jsou uloženy ve formě hydrofilních solí s organickými kyselinami ve
vakuole (např. s kyselinou vinnou, citrónovou, šťavelovou, jablečnou,
akonitovou, chelidonovou, mekonovou)
• vyskytují se také nerozpustné sloučeniny s tříslovinami
• místo jejich uložení není vždy totožné s místem jejich tvorby. Nikotin se
např. tvoří v kořenech, transportuje se do listů, kde se hromadí
ALKALOIDY
• dosud nebyla poznána přirozená funkce alkaloidů
• v jedovatosti či hořké chuti většiny alkaloidů byla spatřována záměrná obrana
alkaloidních rostlin před predátory
• to popírá fakt, že je mnohem více rostlin, kterým jejich alkaloidy žádnou ochranu
neposkytují
• některé druhy hmyzu se specializují na určité alkaloidní rostliny (rulík, chinovník)
a způsobují značné škody na jejich kulturách
• selektivní toxicita chininu je základem jeho terapeutického použití. Pro člověka je
relativně nejedovatý, působí však již ve velmi malých dávkách na protozoa
• naopak pro člověka jedovaté bobule a listy rulíku zlomocného konzumují bez
následku bažanti, resp. králíci, kteří jsou vůči hyoscyaminu prakticky nevnímaví
• hypotézy, že alkaloidy mohou zprostředkovávat mezidruhovou kompetici
(allelopatie) nebo blastokolinový efekt podobně jako kumariny
• biosynthesa alkaloidů je energeticky náročná, vyžaduje vysoce specifických
enzymů. To svědčí o určité úloze těchto látek, o úloze, která zatím není zcela
známá. Vzhledem k jejich strukturní rozmanitosti lze u nich očekávat i
rozmanitost funkční.
ALKALOIDY
• base alkaloidů jsou lipofilní, ve vodě velmi málo rozpustné až
nerozpustné, většinou pevné bezbarvé látky
• s kyselinami tvoří většinou bezbarvé krystalické soli (výjimku tvoří žlutý
berberin, chelidonin a kotarnin) hořké chuti
• opticky aktivní alkaloidy jsou převážně levotočivé
• pro jejich důkaz jsou významné reakce srážecí
• s tetrajodovizmutitanem a tetrajodortuťnatanem draselným a tvorba málo
rozpustných solí s kyselinou chloroplatičitou, pikrovou a reinekátem
amonným
• reakce barevné
• s koncentrovanými minerálními kyselinami nebo jejich směsmi.
• několik alkaloidů ve formě base je tekutých (nikotin, koniin, spartein),
snadno se izolují z rozdrcené alkalizované rostlinné suroviny destilací
s vodní parou
• rozdílná rozpustnost basí alkaloidů a jejich solí umožňuje jejich snadné
čištění
ALKALOIDY
Výskyt
• alkaloidy jsou přítomny v 10-15 % cévnatých rostlin
• vzácně se nalézají u rostlin nižších (Claviceps – námelové alkaloidy),
nahosemenných (Coniferae – Jehličnaté), nebo jednoděložných
(Liliaceae – Liliovité)
• vyskytují se především u některých dvouděložných, především
v čeledích
• Apocynaceae – Brčálovité Papaveraceae – Makovité
• Solanaceae – Lilkovité Ranunculaceae – Pryskyřníkovité
• Papilionaceae – Motýlokvěté Rubiaceae – Mořenovité
• Rutaceae – Routovité Loganiaceae – Kulčibovité
• vzácně jsou distribuovány ve větší nebo velké skupině rostlin.
ALKALOIDY
• počet dosud isolovaných alkaloidů je okolo 8000 a stále vzrůstá
• v posledních desetiletích nabývají důležitosti parciální a totální synthesy
významné tam, kde potřebujeme z praktických důvodů (biologické
zkoušky, terapeutické použití) získat větší množství látky, která se buď
vyskytuje v rostlinách v minimálním množství, nebo příslušný rostlinný
zdroj je nedostupný nebo chráněný
• některé z parciálních či totálních synthes alkaloidů jsou natolik
ekonomické, že vytlačily částečně nebo úplně přírodní isoláty.
STAVEBNÍ KAMENY ALKALOIDŮ
Na základě dnešních znalostí lze potvrdit, že stavebními kameny většiny
alkaloidů vznikajících v rostlinách jsou
• alifatické aminokyseliny
• ornithin a lysin
• aromatické aminokyseliny
• fenylalanin, tyrosin, tryptofan a histidin
• některé alkaloidy vznikají z
• kyseliny nikotinové a kyseliny anthranilové které samé jsou produkty
sekundárních přeměn
• na biosynthese alkaloidů se mohou podílet ještě další aminokyseliny
• glycin, cystein, methionin, kyselina asparagová a prolin.
STAVEBNÍ KAMENY ALKALOIDŮ
CH2
NH2
CH2
CH2
CHNH2
COOH
CH2
CH2
CH2
CHNH2
COOH
CH2
NH2
R
CH2
CH
NH2
COOH
N
COOH
ornithin lysin
R=H, fenylalanin
R=OH, tyrosin kyselina
nikotinová
N
H
CH2
CH
NH2
COOH N
N
H
CH2
CH
NH2
COOH
tryptofan histidin
NH2
COOH
kyselina
anthranilová
Na stavbě alkaloidů se podílejí:
CH2
NH2
COOH
CH2
SH
CH NH2
COOH CH NH2
COOH
CH2
CH2
S CH3
CH NH2
COOH
CH2
COOH
N
H
COOH
glycin
cystein
methionin kyselina
asparagová
prolin
ALKALOIDY
• základem nebo součástí některých alkaloidů je terpenoidní skelet
(hemi-, mono-, di- a triterpeny, stejně tak steroidy).
• jiná skupina alkaloidů je tvořena inkorporací dusíku do polyketidového
skeletu, např. koniin.
• mnohé široce rozšířené base rostlinného původu, např. methyl-,
trimethyl-, a další jednoduché alkylaminy s otevřeným řetězcem, dále
choliny a betainy nejsou klasifikovány jako alkaloidy, ale jako „biogenní
aminy“
• k dalším heterocyklickým dusíkatým basím, které se neřadí
k alkaloidům patří např. thiamin, vzhledem k jeho obecnému rozšíření
v živých soustavách a dále purinové base, např. kofein, theobromin a
theofylin a skupina betalainů.
DĚLENÍ ALKALOIDŮ
Traduje se dělení alkaloidů na
• pravé, odvozené od aminokyselin, atom dusíku mají zabudovaný ve
formě heterocyklu (morfin, chinin, hyoscyamin, strychnin aj.)
• protoalkaloidy, odvozené od aminokyselin, atom dusíku není součástí
heterocyklu, jsou to jednoduché aminy basického charakteru
(efedrin, meskalin, kathinon, psilocybin)
• pseudoalkaloidy, mají charakter pravých alkaloidů, ale nejsou
odvozeny od aminokyselin
• většina z nich jsou isoprenoidního původu a označují se jako terpenoidní
alkaloidy, např. diterpenoidní alkaloid akonitin
• nebo mají původ acetátový, např. koniin
BIOSYNTHESA ALKALOIDŮ
Mezi nedůležitější reakce, uplatňující se při vzniku alkaloidů, patří:
• tvorba Schiffových basí, kdy primární aminoskupina kondensuje
s karbonylovou skupinou aldehydu za vzniku sloučenin se zbytkem
azomethinovým (–CH=N–) za vzniku aldiminu.
• Mannichova kondensace, při které kondensuje sloučenina obsahující aktivní H
atom s formaldehydem v přítomnosti NH3, alifatického primárního nebo
sekundárního aminu a tvoří se systém C-C-N
• kondensace aldolového typu mezi sloučeninami, které obsahují iminoskupiny
Při tvorbě alkaloidů se uplatňuje celá řada dalších reakcí, jako např. oxidace,
redukce, přesmyky apod. Ve skupině benzylisochinolinových alkaloidů je to
oxidativní fenolické spájení, zatímco velké a důležité skupiny indolových alkaloidů
zahrnuje spojování tryptofanového skeletu s C9-10 fragmentem terpenoidního
původu.
BIOSYNTHESA ALKALOIDŮ
C O + NH2
R
- H2O
N RC
a) Tvorba Schiffových basí
b) Mannichova kondenzace (po vzniku Schiffovy baze)
C OCH + + NH2
R
- H2O
NHRCC
c) Kondenzace aldolového typu mezi sloučeninami s imonoskupinami
N
+
H
CH CH2
NCHCH2
NCHCH
NH CH CH2
BIOSYNTHESA ALKALOIDŮ
C NCH NH
- 2H+
- 2e
C N CH NH
+ 2H+
+2e
Hydrogenace iminové skupiny
Vznik iminové skupiny dehydrogenací nasycených aminù
Dehydrogenace vedoucí k tvorbì aromatického kruhu
N
H
N N
- 2H+
- 2e
- 2H+
- 2e
N
- 2H+
- 2e
N C CH NH C C
Isomerizace dvojné vazby iminoskupiny
na -nenasycenou aminoskupinu
N CH2
N CH
O
N C
O
karbanolamin
amid
O
O
Oxidace na C sousedícím s N za vzniku
karbinolaminù nebo amidù
METABOLISMUS AMINOKYSELIN VE VZTAHU K
BIOSYNTHESE ALKALOIDŮ
N
H
+
OPOCH2
CH3
CHO
pyridoxal-5'-fosfát
N
H
+
OPOCH2
CH3
CH2
NH2
pyridoxamin-5'-fosfát
pyridoxalpyridoxamin
CH2
CH2
COHOOC COOH CH2
CH2
CHHOOC COOH
NH2kyselina -ketoglutarová
kyselina glutamová
CH2
CH2
COHOOC COOH CH2
CH2
CHHOOC COOH
NH2
R CH
NH2
COOH  R CO COOH 
R CH
NH2
COOH
pyridoxal
R CO COOH
pyridoxamin
AMINY A JIM ODPOVÍDAJÍCÍ AMINOKYSELINY
methylamin
glycin
CH3
NH2 CH2
NH2
COOH
CH3
CH2
NH2
ethylamin
CH2
CH2
NH2
fenylethylamin
CH2
CH2
NH2
OH
tyramin
NNH
CH2
CH2
NH2
N
H
CH2
CH2
NH2
alanin
CH
NH2
COOHCH3
CH2
CH
NH2
COOH
fenylalanin
CH2
CH
NH2
COOH
OH
NNH
CH2
CH NH2
NH2
N
H
CH2
CH NH2
NH2
tyrosin
histidin
tryptofantryptamin
histamin
OXIDATIVNÍ A NEOXIDATIVNÍ PŘEMĚNA
AMINOKYSELINY
R CH
NH2
COOH R C
NH
COOH
FAD FAD-H2
H2O
RCO COOH + NH3
Oxidativní přeměna aminokyselin na-ketokyseliny závislá na FAD
Neoxidativní deaminace aromatických aminokyselin
CH2
R
CH
NH2
COOH
deaminasa
CH
R
CH COOH
+ NH3
R = H, OH
"amoniaklyasa"
OXIDACE AMINŮ
RCH2
NH2 RCHO
monoaminooxidasa
CH2
(CH2
)
CH2
NH2
NH2
n
(CH2
)
CH2
NH2
CHO
n
diaminooxidasa
n = 2, putrescin
n = 3, kadaverin
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD ORNITHINU
NH2
NH2
COOH
NH NH2
COOH
CH3
+ C1
NH NH2
CH3
NH
H
CH3
O
CH3
N
+
CH3
N
-CO2 O
OH +H
ornithin N-methylputerscin
4-methylaminobutanal N-methyl-1-pyrrolin N-methylpyrrolidin
+2e
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD ORNITHINU
CH3
N
+
CH3
CO
CH
COOH
CH3
COCH
COOHCH3
N CH3
COCH2
CH3
N
hygrin
CH2
COCH2
CH3
N
CH3
N
+
CH3
NCH2
COCH2
CH3
N
kuskohygrin
TROPANOVÉ ALKALOIDY
CH3
N
+
CH3
CO
CH
COOH
N
C C
C
O
COOH
CH3
CH3
N
O
-CO2
keton ekgoninu tropinon
TROPANOVÉ ALKALOIDY
CH3
N
O
CH3
COCH2
CH3
N
CH3
N
+
CH2
O
-2H+
1
76
5
CH3
N
4 2
3
OHH
CH3
N
H OH
+2H+
+2e
tropin
(tropin-3-ol)
pseudotropin
(tropin-3-ol)
=
=
N
1 2
3
4
5
7
6
CH3
OH
H
N
CH3
H
OH


-2e
hygrin
tropinon
REAKCE TROPANOVÉHO JÁDRA
N
CH3
O
H
C O
CH
CH2
OH
N
CH3
O
H
C
CH
CH2
OH
O
L-hyoscyamin D-hyoscyamin
atropin (D, L-hyoscyamin)
T
O
C O
C
CH2
6, 7-epoxidace
N
CH3
O
dimerizace
T O C
O
C C
H2
C O
O
T
skopolamin apoatropin
belladoninT = tropylový zbytek
1 2
3
4
5
6
1 2
5
7
6
7
KYSELINY ESTERIFIKUJÍCÍ TROPANOL
C CH2
H OH
COOH
kyselina
(-)-tropová
COOH
OCH3
OCH3
kyselina
veratrová
CH
CH
COOH
kyselina
skořicová
CH3
CH
CH3
COOH
CH3
CH
CH3
CH2
COOH C C
CH3
H
CH3
COOH
kyselina
isomáselná
kyselina
isovalerová kyselina
tiglinová
EPOXIDACE TROPANOVÉHO JÁDRA
CH3
N
OH COCH
CH2
OH
C6
H5
CH3
N
CH3
N
OH
CH3
N
O
6,7 - dehydro-
hyoscyamin
6 - hydroxy-
hyoscyamin
skopolamin
hyoscyamin
- 2H HOH - 2H
6 7
DERIVÁTY PSEUDOTROPINU
N
CH3
H
O COC6
H5
COOCH3
kokain
derivát 2-karboxy-tropan-3--olu
2
3-
PYRROLIZIDINOVÉ ALKALOIDY
CC
CH2
O
CO
H
CH3
CH2
HO
CO
CC
H
CH3
CH3
OH senecionin
(retronecin +
kyselina senecinová,
Asteraceae)
PYRROLIZIDINOVÉ ALKALOIDY
NH2
NH2
COOH
NH2
NH2
NH2
CHO
+
CH2
N
NH2CHO
-CO2
[O]
C
CH2
NH2
O
H
-H2O
[O] -NH3
NH
CHO
CHO
-OH
N
+
C
CHO
N
CHO
N
H
CH2
OH
+2H
N
7
H
CH2
OHOH
ornithin putrescin
4-amino-
butanal
4-amino-
butanal
dihydrosupinidin 7OH, heliotridin
7OH, retronecin
+2H +2e
+2e
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD LYSINU
JEDNODUCHÉ PIPERIDINOVÉ DERIVÁTY
NH2 NH2
HOOC NH2 NH2
-CO2 +C1
[O]
NH
CH3
CHO
-OH-
N
+
CH3
CO
CH3
CH
COOH
N
O
CH3
N
+
CH3
CH2
O
lysin kadaverin
N-methylaminopentanal
N-methyl-
-1-piperidein
N-methylisopelletierin
pseudopelletierin
N
CH3
O
_
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD LYSINU
CHINOLIZIDINOVÉ ALKALOIDY
NH2
NH2
COOH NH2
NH2
-CO2
lysin kadaverin
[O]
NH2
CHO
NH2
CHO
+
-NH3
CHO
NH
CHO -OH-
N
+
CHO CHO
N
CH2
N
H
OH
aminoaldehyd dialdehyd
chinolizidin-5-aldehyd
lupinin
lysin
N
+2H+, +2e
N
H
-OH-
CH
N
N
+
+2H+, +2e
CH2
N
N
- H+
- 2e N
+
N 1. migrace dvojné vazby
2. - H+, - 2e
N
N
+
N
+
N + H+, +2e
N
N
H
H
A B
C D
Lupinus luteus
N
NH
O
+2H+,
+2e
spartein cytisin
SLOŽENÉ PIPERIDINOVÉ ALKALOIDY
NH2
NH2 CO2
H
lysin
-H2O-NH3
NH2
O CO2
H
kyselina -keto-
--aminokapronová
N CO2
H
kyselina 1-piperidin-
-2-karboxylová
O
CH3
N
OHH
HH
O
CH3
N
OHH
HH
lobelin
isolobinin
fenylalanin
C4 zbytek
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD FENYLALANINU A
TYROSINU
ALKALOIDY TYPU FENYLETHYLAMINU
CH2
CH NH2
COOH
fenylalanin
[O]-CO2
CH2
CH2
NH2
fenylethylamin
CO
CH2
NH2
-aminoaceto-
fenon
HCOOH
+ 2H+
+ 2e
CO
CH NH2
H C H
O
CO
CH NH2
CH2
OH
CO
CH NH2
CH3
redukce +2H+
CH
CH NH2
CH3
OH C
C NH
CH3
CH3
H OH
H
+
CH
C NH
CH3
OH
CH3
H
(-)-efedrin (+)-pseudoefedrin
- H2O
(formiát)
+C1
+2e
(methionin)
+C1
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD TYROSINU
OH
CH2
CH
NH2
COOH
tyrosin
[O]-CO2
+C1
OH
CH2
CH2
NH2
tyramin
a
b
c
OH
CH2
CH2
NH2OH
dopamin
a
[O]
OH
CH2
CH2
NH2OH
OH
3,4,5-trihydroxyfenyl-
ethylamin
b
O
CH2
CH2
NH2OCH3
CH3
mezkalin
c
O
CH2
CH2
NH2O
OH
CH3
CH3
3,4-dimethoxy-5-hydroxy-
fenylethylamin
CH3
O
TETRAHYDROISOCHINOLINOVÉ ALKALOIDY
N
OH
CH3
O
CH2
O
hydrastinin
+
O
O
OHC
CO2
H
CH3
CH3
kyselina opianová
O
O
CO
CH3
CH3
N CH3
O
CH2
O
O
hydrastin
[O]
BENZYLISOCHINOLINOVÉ ALKALOIDY
N1
1-benzyltetrahydro-
isochinolin
N1
BIOSYNTHESA PAPAVERINU
NH2
OH
CO2
H
tyrosin
[O]
NH2
OH
CO2
HOH
DOPA
NH2
OH
OH
DOPAMIN
-CO2
O
OH
CO2
HOH
H
C
OH
OH O
-CO2
transaminace
- H2O
NH
OH
OH
OH
OHnorlaudanosolin
methylace
NH
O
O
O
O
CH3
CH3
CH3
CH3
norlaudanosin
- 4H, - 4e
N
O
O
O
O
CH3
CH3
CH3
CH3
papaverin
kyselina 3,4-dihydroxy-
fenylpyrohroznová
3,4-dihydroxyfenyl-
acetaldehyd
BIOSYNTHESA MORFINANOVÝCH ALKALOIDŮ
NH
OH
OH
OH
OH
NH2
OH
COOH
a
b
c
d
e
NH
OH
OH
OH
OH
a
b
c d
e
+ 3C1
N
O
OH
O
OH
CH3
H
CH3
CH3
(-)-retikulin
-2H+
N
O
O
O
O
CH3
H
CH3
CH3
H
salutaridin
N
O
O
O
O
CH3
H
CH3
CH3
-2H+ - H2O
N
O
O
O
CH3
H
CH3
CH3
thebain
N
OH
O
O
CH3
H
CH3
H
kodein
N
OH
O
OH
CH3
H
H
morfin
demethylace
norlaudanosolin
-2e -2e
BIOSYNTHESA APORFINOVÝCH ALKALOIDŮ
NH
OH
OH
OH
OH
NH
OH
OH
OH
OH
NH
OH
OH
OH
OH
NH
OH
OH
OH
OH
norlaudanosolin
bulbokapninový typ glaucinový typ
N
CH3
aporfin
PROTOPINOVÉ A BENZOFENANTHRIDINOVÉ
ALKALOIDY
N
O
OH CH3
OH
OCH3
CH3
retikulin
a
b
-2H+
-2e
N
O
OH
OH
OCH3
CH3
skulerin
a
b
N
6
O
O
O
O
stylopin
a
c
A B
C
D
+C1
[O]
N
O
O
O
O
O
CH3
protopin
NH
O
O
O
O
CHO
a
c
NH
O
OCHO
O
O
N
O
O
O
O
OH
CH3
b
chelidonin
b
otevření
kruhu B
c
c
FTALIDTETRAISOCHINOLINOVÉ ALKALOIDY
N
O
OH
OH
OCH3
CH3
skulerin
a
b
[O]
[O]
NH
O
OH
OH
OCH3
CH3
COOH
OH
a
b
NH
O
OH
OH
OCH3
CH3
COOH
OH
OH
a
b
[O]
NH
O
OH
OCH3
CH3
OH
OH
OH
HOOC
a
N
OCH3
OH
CH3
O
O
OMe
O
O
-H2O
methylace
narkotin
N
O
OCH3
COO
O
O
CH3
CH3
hydrastin
+ 2C1
- H2O
TVORBA METHYLENDIOXY SKUPINY
O
OH
CH3 O
+
O
CH2
H
O
CH2
O
-2H+
-2e
BISBENZYLISOCHINOLINOVÉ ALKALOIDY
N
OCH3
CH3
H
O
N
+
O
OH
CH3
(CH3
)2
H
OHO
tubokurarin
ALKALOIDY ČELEDI AMARYLLIDACEAE
tyrosin
CH2
CH
NH2
COOHOH CH2
CH
NH2
HOOC
fenylalanin
CH2
CH2
NHCH2
CH2
OH OH
OH
norbelladin
N
H
OH
OH
OH
NH
OH
OH
OH
NH
OH
OH
OH
O
OH
N
OH
CH3
OCH3
N
OH
OH
OCH3
NH
OH
OH
N
OH
OH
O
O
OCH3
N
OHO
CH3O
O
O
N
OH
CH3
OCH3
H
lykorin
pretazettin
galanthamin
KOLCHICINOVÉ ALKALOIDY
CH2
CH
NH2
HOOC OHCH2
CH
NH2
COOH
OCH3
OCH3
H
NCH3
O
O
CH3
CH3
OH
OCH3
OCH3
H
NH CO
O
O
CH3
CH3
CH3
O
tyrosin
a
a
aa
a
a
c
fenylalanin
O-methylandrocymbin
kolchicin
b
b
b
b
b
b
a
aa
a
a
a
c
A B
C
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
SLOŽENÉ BENZYLISOCHINOLINOVÉ ALKALOIDY
NH2
OH
OH
dopamin
O
O
CH3
OOC
CHO
Gl
sekologanin
- H2O
O
O
CH3
OOC
Gl
NH
OH
OH
hydrolýza
oxidace
NH
OH
OH
CHO
CHOHOOC
NH
OH
OH
CHO
CHO
-CO2
kyselina dialdehyd
-OH-
redukce
N
OH
OH
CHO
NH2
OH
OH
dopamin
- H2O
methylace
NH
O
O
N
O
OCH3
CH3
CH3
R
R = CH3, emetin
R = H, cefaelin
OSTATNÍ DUSÍKATÉ LÁTKY ODVOZENÉ OD
FENYLALANINU
CH2
CH
NH2
COOH
fenylalanin

CH CH2
COOH
NH2
kyselina -fenyl--aminopropionová

CH2
NH CO (CH2
)4 CH CH CH (CH3
)2
OH
OCH3
kapsaicin
4-hydroxy-3-methoxybenzylamid kyseliny trans-8-methyl-6-nonenové
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD TRYPTOFANU
„INDOLOVÉ ALKALOIDY“
BOHATÝM A FARMACETICKY VÝZNAMNÝM ZDROJEM JSOU ZÁSTUPCI
ČELEDÍ:
• APOCYNACEAE (Rauwolfia, Catharanthus, Aspidosperma)
• RUBIACEAE (Cinchona)
• LOGANIACEAEA (Strychnos)
• CLAVICIPITACEAE (Claviceps)
• EUPHORBIACEAE
SPOLUÚČAST HEMITERPENICKÉ NEBO MONOTERPENICKÉ JEDNOTKY
TVORBA TRYPTOFANU
kyselina
šikimová
O
C
CH2
OH
COOH
COOH
glutamin
NH2
COOH
kyselina chorismová
kyselina
anthranilová
O
CH2
OP
OHOH
NH
COOH
5-fosforibosyl-
-1-difosfát
kyselina N-(5'-fosforibosyl)
anthranilová
N
H
COOH
CH
C C
H
C
H
OH OH OH
CH2
OP
karboxyfenylamino-deoxy-
ribuloso-5-fosfát
-CO2, - H2O
N
H
C
H
C
H
OH OH
CH2
OP
N
H
N
H
NH2
COOH
L-serinL-serin
indolyl-3-glycerolfosfát indol
tryptofan
CH2
CH
NH2
OH
COOH
JEDNODUCHÉ INDOLOVÉ ALKALOIDY
INDOLYLALKYLAMINY
tryptofan
NH2
N
H
COOH
[O]
tryptamin
H NN
H
(O)
S
+
CH3
N
H
N
H
(O)
CH3
N-methylace
NN
CH3
NHCOO
CH3
CH3
CH3
fysostigmin
methylkarbaminace
-CO2
JEDNODUCHÉ INDOLOVÉ ALKALOIDY
INDOLYLALKYLAMINY
tryptofan
CHCH2
NH2
N
H
COOH
- CO2
N-dimethyltryptamin
CH2
CH2
N(CH3
)2
N
H
[O]
psilocin
CH2
CH2
N(CH3
)2
N
H
OH
psilocybin
CH2
CH2
N(CH3
)2
N
H
O P O
O
OH
fosforylace
methylace
SLOŽENÉ INDOLOVÉ ALKALOIDY
N
H
NH
O
OGl
H
H
H
H
H3
COOC
striktosidin
MONOTERPENICKÉ PREKURSORY
CH2
OH
CH2
OH
geraniol
iridoidní skelet
OC
CH3
O
H
H
OH
O Gl
O
H
H
O Gl
CHO
OC
O
O Gl
O
O
loganin sekologanin genciopikrosid
CH3
CO - CH3
CO -
ROZDĚLENÍ PODLE MONOTERPENICKÉ SLOŽKY
Typy monoterpenických prekurzorů
1
2
3
4
7
5
6
yohimbanový
(=corynantheinový,
= genciopikrinový,
= loganinový)
1
2
3
4
7
5
6
x
x x
1
2
3
4
7
5
6
x
x
x
1
2
3
4
7
5
6
x
x
x
ibogainový
aspidosperminový
a
b
1
2
3
4
7
5
6
x
x
a b
x
PŘÍKLADY
yohimbanová monoterpenická jednotka
N
N
H
H
COOCH3
N
N
H
COOCH3
H
OAc
OH
CH3
OCH3
tabersonin
vindolin
aspidospermová monoterpenická jednotka
N
N
H
O
H3
COOC
H
CH3
N
N
H
H3
COOC
H
voakangin katharanthin
ibogainová monoterpenická jednotka
N
H
O
N3
2015
CH3
H
H
CH3
OOC
H
OOC
O
O
O
O
CH3
CH3
CH3
CH3
E
N
H
N3
2015
18
19
H
H
CH3
OOC
H
OH
reserpinyohimbin
ALKALOIDY STRYCHNOS NUX VOMICA
N
N
O
H
H
HCO
CH3
O
H
H
H
N
O
R
R
H
N
R = H, strychnin
R = OCH3, brucin
spermostrychnin
ALKALOIDY VINCA MINOR
N
CH3OOC
N
OH
H
N
C2H5OOC
N
H
vinkamin ethyl-apovinkaminát
DIMERNÍ INDOLOVÉ ALKALOIDY
CATHARANTHUS ROSEUS
N
H
N
CH2
OH
CH3
COOCH3
N
N
COOCH3
H CH2
H
OCOCH3
OH
H
R
CH3
OCH3
katharanthin
(velbanamin)
(ibogainový typ)
vindolin
(aspidosperminový typ)
R = CH3, vinkaleukoblastin
R = CHO, leukokrystin
DIMERNÍ INDOLOVÉ ALKALOIDY
STRYCHNOS TOXIFERA
N
N
H CH2
H
CHO
H OH
Wieland Gumlichův aldehyd
(karakurin VII) N
+
N
CH2 H HOH
CH3
CH
N
+
N
CH2
H
H OH
CH3
CH
H
H
Cl
Cl
C-toxiferin
MONOTERPENICKÉ ALKALOIDY TYPU CHININU
N
H
NH2 N
H
5
N
HOOC CHO
A B C
[O]
alkaloid yohimbanového typu
[O]
[O]
hydroxylace
methylace
-CO2
monoterpenická jednotka
(yohimbanový typ)
N
H
3
2
4
5
6
7
N
OH
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
cinchonamin
O
NH
CHO
CHO
NH2
OH
OCH3
OCH3
NH2
NH
O
CHO
OH
CHO
5
6
7
8
OCH3
N1
4
3
C9 N
H
2
OH
HH
H
1'
2'
3'
4'
5' 6'
7'
8'
chinin
tryptamin
HEMITERPENICKÉ ALKALOIDY – NÁMELOVÉ
N
H
4
NH2
COOH
CH2
OPP
DMAPP
tryptofan
N
H
NH2
COOH
4-dimethylallyltryptofan
N
H
NH2
COOH
4-isopentenyltryptofan
NH
NH
CH2
H
H
CH3
OH
N
NH
CH3
H
H
CH3
N
NH
CH2
H
H
CH3
OH
N
NH
CH2
H
H
CH3
N
NH
CH2
H
CH3
OH
H
4
10
N
8
9
3
NH
2
H
CH3
15
11
12
13
14
7
H
HOOC
N
NH
H
CH3
H
HOOC
kyselina isolysergovákyselina lysergová
lysergol lysergenelymoklavin
agroklavinchanoklavin
-CO2
[O]
methylace
cyklizace
NÁMELOVÉ ALKALOIDY
ergometrin
N
NH
H
CH3
H
OC NH CH
CH3
CH3
ergotamin
N
N
NH
H
CH3
H
OC NH
CH3
C
O
O
N
O
CH2
H
H
OH
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD HISTIDINU
N
H
N
NH2
COOH
histidin
OO
H H
H5
C2 CH2
NN
CH3
pilokarpin
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD KYSELINY NIKOTINOVÉ
CH
CH2
OH
OH
CH2
OH
glycerol
+
CH
NH2
COOH
CH2
COOH N
COOH
COOH
kyselina
asparagová
kyselina
chinolinová
N
COOH
kyselina
nikotinová
a)
b)
NH2
NH2 COOH
- CO2
- CO2
NH2
NH2
+ C1
NHNH2
CH3
[O]
C NH
H
CH3
O
- OH-
N
+
CH3
ornithin putrescin
N-methylputrescin
N-methylamino-
butanol
N-methyl-1-
-pyrrolin
c)
N
COOH
+ N
+
CH3
N
CH3
N
COOH
- CO2
N
CH3
N
nikotin
-2H+, -2e
ALKALOIDY R. RICINUS
N
CO NH2
N
COOH
N
H
O
C N
O
CH3
kyselina
nikotinová
nikotinamid
ricinin
- H2O
AREKOVÉ ALKALOIDY
N
C
CH3
O
OR
N
H
C
O
OR
R = CH3, arekolin
R = H, arekaidin
R = CH3, guvakolin
R = H, guvacin
ALKALOIDY ODVOZENÉ OD KYSELINY ANTHRANILOVÉ
NH2
CO SCoA
kyselina
anthranilová
CH CO SCoA
COOH
N
CO
O
SCoA
H
H
6
7
8
5
N
1
2
3
4
OH
OH
malonyl-CoA
ketokyselina 2,4-dihydroxychinolin
N
OH
OH
3-dimethylallyl-2,4-dihydroxychinolin
DMAPP
cyklizace
hydroxylace
methylace
R = H, diktamin
R = OCH3, skimainin
2
3
O1
6
7
8
5
N
4
O
R
R
CH3
TERPENICKÉ ALKALOIDY
N
O
CH2
H
O
O
CH3
O CH3
CH3
O C
CH3
OH
O
OH
O
akonitin
H
N
H
OH
OH
OH
napelin
COCH3
STEROIDNÍ ALKALOIDY
22
18
19
H
H
H
H
5-pregnan
5-cholestan
H
C-nor-D-homo-5-cholestan
STEROIDNÍ ALKALOIDY
N
OH
NH
O
OH
H
CH3
H
solanidin tomatidin
CO
CCH3
OH
CR H
CH3
O
N
OH
OH
OHO
OH OCOCH3
OCOCH3
O COCH
CH3
CH2
CH3
R = H, protoveratrin A
R = OH, protoveratrin B
ALKALOIDY CONIUM MACULATUM
CH3
COOH4
C O
O
O
OH O
C O
OH O
red.
C O
O H
O
NH2
N N
H
H
+2H+
L-alanin
cyklizace
kyselina 5-oxooktanová 5-oxooktanal
5-oxooktylamin -konicein koniin
enzym
+2e
DERIVÁTY PURINU
O
CH2
OP
OH OH
OPP
O
CH2
OP
OH OH
NH2
asparagin
kyselina
asparagová
PPOH
glycin
formiát CH2
C
N
H
C
H
O
O NH
Rib O P
N
N
NH2
Rib O P
glutamin
N
N
NH2
Rib O P
O
NH2
CO2
aspartát formiát
N
N
Rib O P
N
N
OH
N
N
Rib O P
N
N
OH
OH
N
N
H
NH
N
H
O
O
N
NN
N
O
O
CH3
CH3
CH3
P-ribosylamin
P-ribosyl-formyl-
glycylamid
P-ribosyl-
aminoimidazol
P-ribosyl-karboxyamido-
aminoimidazol
inosinmonofosfát
(IMP)
xanthinmonofosfát xanthin kofein
1
2
3
4
5
6
7
8
9