““TRITERPENOS”TRITERPENOS”Eugenio Estrada, Mario JavierEugenio Estrada, Mario Javier

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Fecha de entrega: Fecha de entrega: Lunes, 30 noviembre del 2009Lunes, 30 noviembre del 2009

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Los terpenos están formados por unidades de 5 átomos de Los terpenos están formados por unidades de 5 átomos de carbono y es uno de los grupos de compuestos probablemente carbono y es uno de los grupos de compuestos probablemente más ampliamente distribuido en la naturaleza junto con los más ampliamente distribuido en la naturaleza junto con los alcaloides y los compuestos fenólicos.alcaloides y los compuestos fenólicos.

En un comienzo se aislaron de las fracciones más volátiles de En un comienzo se aislaron de las fracciones más volátiles de muchos aceites esenciales, hidrocarburos de fórmula C10H16 muchos aceites esenciales, hidrocarburos de fórmula C10H16 a los que se denominó “Terpenos” (del alemán terpentín = a los que se denominó “Terpenos” (del alemán terpentín = trementina). Más tarde se aislaron compuestos oxigenados trementina). Más tarde se aislaron compuestos oxigenados que también se incluyeron dentro de esta clasificación que también se incluyeron dentro de esta clasificación general, por lo que la terminación “eno” (correspondiente a general, por lo que la terminación “eno” (correspondiente a hidrocarburo) resultó inadecuada y se los llamó hidrocarburo) resultó inadecuada y se los llamó “Terpenoides”.“Terpenoides”.

Estos compuestos que se encuentran principalmente en el Estos compuestos que se encuentran principalmente en el reino vegetal están formados por la unión virtual de unidades reino vegetal están formados por la unión virtual de unidades de isopreno o isopentano.de isopreno o isopentano.

Ruzicka formuló la “regla del isopreno”, que dice que un Ruzicka formuló la “regla del isopreno”, que dice que un terpenoide debe ser dividido en unidades de isopreno. De terpenoide debe ser dividido en unidades de isopreno. De acuerdo con esta regla; los terpenos se clasifican de acuerdo acuerdo con esta regla; los terpenos se clasifican de acuerdo a la multiplicidad del isopreno, de la siguiente manera: a la multiplicidad del isopreno, de la siguiente manera: hemiterpenos, monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, hemiterpenos, monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, sesterpenos, triterpenos, tetrapernos, politerpenos.sesterpenos, triterpenos, tetrapernos, politerpenos.

Dentro del grupo de los terpenos están los triterpenos, Dentro del grupo de los terpenos están los triterpenos, compuestos ampliamente difundidos en el reino vegetal como compuestos ampliamente difundidos en el reino vegetal como glicósidos, ésteres o libres.glicósidos, ésteres o libres.

El estudio de los triterpenos comenzó prácticamente en 1949 El estudio de los triterpenos comenzó prácticamente en 1949 con la determinación estructural del ácido oleanólico.con la determinación estructural del ácido oleanólico.

En un comienzo la clasificación de los triterpenos se basaba En un comienzo la clasificación de los triterpenos se basaba en los pocos compuestos conocidos. Sin embargo, la gran en los pocos compuestos conocidos. Sin embargo, la gran variedad de compuestos aislados posteriormente hizo variedad de compuestos aislados posteriormente hizo necesario ampliar su clasificación e incluir toda una serie de necesario ampliar su clasificación e incluir toda una serie de esqueletos carbonados identificados como triterpenos esqueletos carbonados identificados como triterpenos naturales.naturales.

CONCEPTOCONCEPTO

Los triterpenos son una familia de terpenos que contienen 30 Los triterpenos son una familia de terpenos que contienen 30 átomos de carbono, procedentes de la incorporación átomos de carbono, procedentes de la incorporación biosintética de seis unidades de isoprenilo.biosintética de seis unidades de isoprenilo.

Se han descrito provenientes de fuentes naturales, más de 40 Se han descrito provenientes de fuentes naturales, más de 40 triterpenos cíclicos con fórmula C30H50, alrededor de 150 con triterpenos cíclicos con fórmula C30H50, alrededor de 150 con fórmula C30H50O y además numerosos compuestos fórmula C30H50O y además numerosos compuestos relacionados. La mayoría, se piensa, tienen un origen relacionados. La mayoría, se piensa, tienen un origen biosintético resultado de la ciclación enzimática de escualeno biosintético resultado de la ciclación enzimática de escualeno (C30H50) o del óxido de escualeno (C30H50O). La presencia (C30H50) o del óxido de escualeno (C30H50O). La presencia de estos triterpenos es habitual en plantas superiores, pero de estos triterpenos es habitual en plantas superiores, pero aparecen también en animales superiores, hongos y bacterias.aparecen también en animales superiores, hongos y bacterias.

Los triterpenos constituyen un interesante grupo de moléculas Los triterpenos constituyen un interesante grupo de moléculas naturales para químicos, bioquímicos y biólogos, no ya sólo naturales para químicos, bioquímicos y biólogos, no ya sólo por su relativa ubicuidad y fácil extracción y aislamiento, sino por su relativa ubicuidad y fácil extracción y aislamiento, sino también pos sus actividades biológicas y aplicaciones. también pos sus actividades biológicas y aplicaciones.

BIOSÍNTESISBIOSÍNTESIS

Los triterpenos (CLos triterpenos (C3030) se biosintetizan a partir del pirofosfato de ) se biosintetizan a partir del pirofosfato de farnesilo, que experimentan una copulación reductora farnesilo, que experimentan una copulación reductora enzimáticamente en la que dos grupos farnesilo se unen “cola enzimáticamente en la que dos grupos farnesilo se unen “cola a acola” originándose el “escualeno” que es el más a acola” originándose el “escualeno” que es el más importante de los triterpenos, reconociéndose actualmente importante de los triterpenos, reconociéndose actualmente que éste es también precursor biosintético de los esteroides.que éste es también precursor biosintético de los esteroides.

Estas moléculas se pueden oxidar y ciclar originando muy Estas moléculas se pueden oxidar y ciclar originando muy diversos tipos de compuestos policíclicos como los triterpenos diversos tipos de compuestos policíclicos como los triterpenos tetracíclicos y pentacíclicos y por eliminación de metilos el tetracíclicos y pentacíclicos y por eliminación de metilos el importante grupo de los esteroides.importante grupo de los esteroides.

Como se mencionó anteriormente los triterpenos se sintetizan Como se mencionó anteriormente los triterpenos se sintetizan a partir de la unión que experimentan dos moléculas de a partir de la unión que experimentan dos moléculas de pirofosfato de farnesilo (FPP). El primer compuesto estable pirofosfato de farnesilo (FPP). El primer compuesto estable que se forma es el pirofosfato de prescualeno.que se forma es el pirofosfato de prescualeno.

Su formación es catalizada por la enzima prescualeno Su formación es catalizada por la enzima prescualeno sintetasa la que a su vez, si está en su forma polimérica, sintetasa la que a su vez, si está en su forma polimérica, cataliza una segunda reacción que es la reducción del cataliza una segunda reacción que es la reducción del prescualenopirofosfato por el NADPH para formar el prescualenopirofosfato por el NADPH para formar el escualeno. Estas reacciones fueron descritas y estudiadas en escualeno. Estas reacciones fueron descritas y estudiadas en hígado y en levadura. Actualmente se ha demostrado que se hígado y en levadura. Actualmente se ha demostrado que se presentan también en plantas superiores.presentan también en plantas superiores.

La estereoquímica y las etapas de la conversión de dos La estereoquímica y las etapas de la conversión de dos moléculas de FPP para formar escualeno fueron aclaradas por moléculas de FPP para formar escualeno fueron aclaradas por Popjak y Cornforth y se puede resumir como sigue:Popjak y Cornforth y se puede resumir como sigue:

a) Sólo una del as moléculas de FPP pierde un hidrógeno del a) Sólo una del as moléculas de FPP pierde un hidrógeno del C-1.C-1.b) El hidrógeno que se pierde del C-1 de una de las moléculas b) El hidrógeno que se pierde del C-1 de una de las moléculas de FPP es el 1 pro-S hidrógeno.de FPP es el 1 pro-S hidrógeno.c) El 1 pro-S hidrógeno es reemplazado por el 4 pro-S c) El 1 pro-S hidrógeno es reemplazado por el 4 pro-S hidrógeno del anillo de la nicotinamida NADPH.hidrógeno del anillo de la nicotinamida NADPH.d) El 4 pro-S hidrógeno del NADPH es el 12 pro-R hidrógeno d) El 4 pro-S hidrógeno del NADPH es el 12 pro-R hidrógeno del escualeno.del escualeno.e) Durante la formación del escualeno se produce la inversión e) Durante la formación del escualeno se produce la inversión de la configuración del C-1 del FPP que no pierde su de la configuración del C-1 del FPP que no pierde su hidrógeno.hidrógeno.

CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN

TRITERPENOS TETRACÍCLICOS:TRITERPENOS TETRACÍCLICOS:La estructura molecular de los triterpenos La estructura molecular de los triterpenos tetracíclicos está formada por 4 anillos tetracíclicos está formada por 4 anillos condensados, 3 ciclohexanos y un ciclopentano.condensados, 3 ciclohexanos y un ciclopentano.

1,2-ciclopentanoperhidrofenantreno

Los triterpenos tetracíclicos se subdividen a su vez Los triterpenos tetracíclicos se subdividen a su vez en:en:

a) Grupo lanostano – fusidano:a) Grupo lanostano – fusidano:

b) Grupo cucurbitano:b) Grupo cucurbitano:

c) Grupo dammarano - eufano:c) Grupo dammarano - eufano:

d) Grupo quassinoide:d) Grupo quassinoide:

TRITERPENOS PENTACÍCLICOS:TRITERPENOS PENTACÍCLICOS:Los triterpenos pentacíclicos son compuestos Los triterpenos pentacíclicos son compuestos constituidos por un esqueleto base de 30 carbonos constituidos por un esqueleto base de 30 carbonos originados desde el escualeno. Se encuentran en originados desde el escualeno. Se encuentran en estado libre, como ésteres y/o glicósidos.estado libre, como ésteres y/o glicósidos.En los triterpenos pentacíclicos es posible distinguir En los triterpenos pentacíclicos es posible distinguir 2 sistemas de anillos.2 sistemas de anillos.

El tipo I se encuentra distribuido en vegetales, El tipo I se encuentra distribuido en vegetales, especialmente en las dicotiledóneas.especialmente en las dicotiledóneas.El tipo II se encuentra en bacterias, helechos, El tipo II se encuentra en bacterias, helechos, líquenes y plantas superiores.líquenes y plantas superiores.

Los triterpenos tetracíclicos se subdividen a su vez Los triterpenos tetracíclicos se subdividen a su vez en:en:

a) Grupo del Ursano:a) Grupo del Ursano:

b) Grupo del Oleanano:b) Grupo del Oleanano:

c) Grupo del Lupano:c) Grupo del Lupano:

d) Grupo del Hopano:d) Grupo del Hopano:

e) Grupo del Stictano – Flavicano:e) Grupo del Stictano – Flavicano:

f) Grupo del Serratano:f) Grupo del Serratano:

g) Grupo del Onocerano:g) Grupo del Onocerano:

TRITERPENOS MISCELÁNEOS:TRITERPENOS MISCELÁNEOS:

Los triterpenos misceláneos son aquellos Los triterpenos misceláneos son aquellos cuyo esqueleto carbonado no guarda una cuyo esqueleto carbonado no guarda una relación obvia con los demás triterpenoides relación obvia con los demás triterpenoides conocidos, por tanto no han sido conocidos, por tanto no han sido considerados como pertenecientes a alguno considerados como pertenecientes a alguno de los grupos anteriormente mencionados.de los grupos anteriormente mencionados.

Desde 1980 ala fecha se han descrito un Desde 1980 ala fecha se han descrito un gran número de estructuras clasificables gran número de estructuras clasificables bajo este título. Estos compuestos han sido bajo este título. Estos compuestos han sido aislados desde una amplia variedad de aislados desde una amplia variedad de fuentes naturales, tanto terrestres como fuentes naturales, tanto terrestres como marinas y en algunos casos animales.marinas y en algunos casos animales.

TRITERPENOS IRREGULARES:TRITERPENOS IRREGULARES:

Aunque generalmente minoritarios en sus fuentes Aunque generalmente minoritarios en sus fuentes naturales, existen otros triterpenos cuyo modelo de naturales, existen otros triterpenos cuyo modelo de ciclación no sigue el patrón descrito anteriormente ciclación no sigue el patrón descrito anteriormente hacia tetra y pentaciclos, encontrándose entre ellos hacia tetra y pentaciclos, encontrándose entre ellos compuestos monocíclicos, bicíclicos y tricíclicos, compuestos monocíclicos, bicíclicos y tricíclicos, triterpenos que por ello se denominan irregulares.triterpenos que por ello se denominan irregulares.

La presencia en la naturaleza de estos triterpenos La presencia en la naturaleza de estos triterpenos confirma la existencia de enzimas capaces de confirma la existencia de enzimas capaces de promover las ciclaciones a diferentes niveles, ya promover las ciclaciones a diferentes niveles, ya sean escualeno ciclasas o 2,3-óxido de escualeno sean escualeno ciclasas o 2,3-óxido de escualeno ciclasas. Además, el descubrimiento de estos ciclasas. Además, el descubrimiento de estos triterpenos durante la última década, permite triterpenos durante la última década, permite sugerir, que con la mejora de las técnicas de sugerir, que con la mejora de las técnicas de identificación y de asilamiento, nuevos ejemplos se identificación y de asilamiento, nuevos ejemplos se describirán en un futuro cercano.describirán en un futuro cercano.

Los triterpenos tetracíclicos se subdividen a su vez Los triterpenos tetracíclicos se subdividen a su vez en:en:

a) Triterpenos monocíclicos: a) Triterpenos monocíclicos: entre los entre los triterpenos monocíclicos tenemos:triterpenos monocíclicos tenemos:

Achilleol A:Achilleol A:

Camelliol C:Camelliol C:

Alcohol monocíclico I:Alcohol monocíclico I:

Mokupalidas:Mokupalidas:

b) Triterpenos bicíclicos:b) Triterpenos bicíclicos: entre los triterpenos entre los triterpenos bicíclicos tenemos:bicíclicos tenemos:

Polipodanos:Polipodanos:

Preoleanatetraeno:Preoleanatetraeno:

b) Triterpenos tricíclicos:b) Triterpenos tricíclicos: entre los triterpenos entre los triterpenos tricíclicos tenemos:tricíclicos tenemos:

Malabaricanos:Malabaricanos:

Camelliol A:Camelliol A:

Camelliol B:Camelliol B:

Achilleol B:Achilleol B:

ACTIVIDAD BIOLÓGICAACTIVIDAD BIOLÓGICA

ACTIVIDAD ANTIHERBÍVORA:ACTIVIDAD ANTIHERBÍVORA:

Un significativo desarrollo del rol de los metabolitos Un significativo desarrollo del rol de los metabolitos secundarios en la defensa química ha emergido de diversas secundarios en la defensa química ha emergido de diversas investigaciones. En algunos árboles han sido detectados investigaciones. En algunos árboles han sido detectados compuestos químicos repelentes que le dan protección sólo compuestos químicos repelentes que le dan protección sólo cuando es necesario, es decir, en algunos estados del ciclo de cuando es necesario, es decir, en algunos estados del ciclo de la vida del árbol, en ciertas estaciones del año o en la vida del árbol, en ciertas estaciones del año o en determinados tejidos de él.determinados tejidos de él.

Las investigaciones realizadas sobre plantas con actividad Las investigaciones realizadas sobre plantas con actividad antihervíbora que afecta a insectos fitófagos ha tenido gran antihervíbora que afecta a insectos fitófagos ha tenido gran auge por la posibilidad de desarrollar nuevos insecticidas, un auge por la posibilidad de desarrollar nuevos insecticidas, un ejemplo de estos es azadirachtina, el cual es un compuesto ejemplo de estos es azadirachtina, el cual es un compuesto tetranoriterpenoide altamente oxigenado.tetranoriterpenoide altamente oxigenado.

ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA:ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA:

La primera barrera de defensa química de la planta contra La primera barrera de defensa química de la planta contra infecciones microbianas se encuentra en la superficie externa. infecciones microbianas se encuentra en la superficie externa. Aquí los terpenos cumplen un rol fundamental dada su Aquí los terpenos cumplen un rol fundamental dada su naturaleza lipofílica; se les encuentra en tricomas y formando naturaleza lipofílica; se les encuentra en tricomas y formando parte de ceras cuticulares.parte de ceras cuticulares.

En las raíces también son importantes los compuestos En las raíces también son importantes los compuestos antimicrobianos. Desde 1950 es conocida la resistencia de la antimicrobianos. Desde 1950 es conocida la resistencia de la avena al ataque del hongo fitopatógeno avena al ataque del hongo fitopatógeno Ophiobolus graminisOphiobolus graminis. . Este compuesto denominado avenacina, presente en las Este compuesto denominado avenacina, presente en las raíces de la planta, es un triterpeno pentacíclico que tiene raíces de la planta, es un triterpeno pentacíclico que tiene unido un ácido antranílico, que es el responsable de la unido un ácido antranílico, que es el responsable de la actividad. Otros compuestos que presentan una relevante actividad. Otros compuestos que presentan una relevante actividad biológica son las saponinas, principalmente actividad biológica son las saponinas, principalmente presentes en las raíces de plantas por lo que se les atribuye presentes en las raíces de plantas por lo que se les atribuye un rol antifúngico.un rol antifúngico.

Desde hongos se han aislado también triterpenos que tienen Desde hongos se han aislado también triterpenos que tienen importante actividad biológica. La mayoría de ellos son importante actividad biológica. La mayoría de ellos son derivados del fusidano e incluyen varios compuestos usados derivados del fusidano e incluyen varios compuestos usados actualmente en terapéutica.actualmente en terapéutica.

ACTIVIDAD CITOTÓXICA, CITOSTÁTICA Y ACTIVIDAD CITOTÓXICA, CITOSTÁTICA Y ANTITUMORAL:ANTITUMORAL:

Los principales grupos estructurales que muestran este tipo Los principales grupos estructurales que muestran este tipo de actividad están presentes en compuestos como: de actividad están presentes en compuestos como: cucurbitacinas, dammaranos, lanostanos, limonoides, ursanos, cucurbitacinas, dammaranos, lanostanos, limonoides, ursanos, oleananos, taraxeranos, quassinoides, nortriterpenoides-oleananos, taraxeranos, quassinoides, nortriterpenoides-quinonoidesquinonoides

ACTIVIDAD MOLUSQUICIDA:ACTIVIDAD MOLUSQUICIDA:

Como consecuencia de la preocupación de combatir la Como consecuencia de la preocupación de combatir la esquistosomiasis, se ha buscado la forma de obtener esquistosomiasis, se ha buscado la forma de obtener compuestos antiesquistomático efectivos y baratos que compuestos antiesquistomático efectivos y baratos que aminoren notablemente los daños producidos por esta aminoren notablemente los daños producidos por esta enfermedad.enfermedad.Una de las formas de control de la enfermedad es a través de Una de las formas de control de la enfermedad es a través de su hospedero intermedio del ciclo de infección, que es el su hospedero intermedio del ciclo de infección, que es el caracol, por ellos la búsqueda de plantas con actividad caracol, por ellos la búsqueda de plantas con actividad molusquicida tiene un gran auge en el presente. Se han molusquicida tiene un gran auge en el presente. Se han encontrado varios triterpenos que tienen dicha actividad.encontrado varios triterpenos que tienen dicha actividad.

EFECTO DE LOS TRITERPENOS SOBRE EFECTO DE LOS TRITERPENOS SOBRE LA GERMINACIÓN DE SEMILLAS Y EL LA GERMINACIÓN DE SEMILLAS Y EL CRECIMIENTO DE PLANTAS:CRECIMIENTO DE PLANTAS:

Las primeras experiencias tendientes a demostrar el rol de las Las primeras experiencias tendientes a demostrar el rol de las saponinas triterpénicas sobre la germinación de semillas en plantas saponinas triterpénicas sobre la germinación de semillas en plantas superiores fueron realizadas por Combes, quien estudió el efecto del superiores fueron realizadas por Combes, quien estudió el efecto del extracto de saponinas de extracto de saponinas de Agrostemma githagoAgrostemma githago sobre la germinación sobre la germinación de sus propias semillas. No encontró efecto inhibitorio sobre ellas. Sin de sus propias semillas. No encontró efecto inhibitorio sobre ellas. Sin embargo, Sigmund al hacer ensayos de la saponina y el aglucón embargo, Sigmund al hacer ensayos de la saponina y el aglucón frente a semillas de otras especies encontró que esta mezcla ejercía frente a semillas de otras especies encontró que esta mezcla ejercía una fuerte actividad inhibitoria de la germinación.una fuerte actividad inhibitoria de la germinación.En mediciones realizadas sobre trozos de plántulas sometidas a la En mediciones realizadas sobre trozos de plántulas sometidas a la acción de saponinas, se ha encontrado que éstas estimulan la acción de saponinas, se ha encontrado que éstas estimulan la elongación de las células subepidérmicas en las porciones elongación de las células subepidérmicas en las porciones subapicales produciendo una curvatura externa de la planta, efecto subapicales produciendo una curvatura externa de la planta, efecto que no es proporcional a la concentración de saponinas. Se cree que que no es proporcional a la concentración de saponinas. Se cree que son antagonistas de la acción a las auxinas, atribuyéndoles un papel son antagonistas de la acción a las auxinas, atribuyéndoles un papel alelopático. Rol semejante se ha observado sobre las hojas de alelopático. Rol semejante se ha observado sobre las hojas de plantas tratadas con mezclas de saponina, en las que el mesófilo plantas tratadas con mezclas de saponina, en las que el mesófilo resulta destruido.resulta destruido.Otros triterpenos interesantes de mencionar son los fasciculoles Otros triterpenos interesantes de mencionar son los fasciculoles obtenidos del hongo obtenidos del hongo Naematoloma fasciculareNaematoloma fasciculare, que son capaces de , que son capaces de regular el crecimiento de las plantas.regular el crecimiento de las plantas.