Secondary metabolites: Definition, distribution and classification

Secondary Metabolites (द्वितीयक मेटाबोलाइट्स):- These are organic compounds produced by any lifeform, e.g. bacteria, fungi, animals, or plants, which are not directly involved in the metabolism for normal growth, development, or reproduction of the organism. 

(ये किसी भी जीव, जैसे बैक्टीरिया, कवक, जानवर या पौधे, द्वारा निर्मित कार्बनिक यौगिक हैं, जो जीव की सामान्य वृद्धि, विकास या प्रजनन के लिए सीधे उपापचय में शामिल नहीं होते हैं।)

Classification वर्गीकरण:- 

1. Terpenes (टरपीन्स):- 

> These are the largest single class of compounds found in essential oils.

(ये आवश्यक तेलों में पाए जाने वाले यौगिकों का सबसे बड़ा एकल वर्ग हैं।)

> They are responsible for the aromas, flavors, and colours.

(वे सुगंध, स्वाद और रंगों के लिए उत्तरदायी होते हैं।)

> These are polymer of isoprene molecules. Hence also called as isoprenoids. Each isoprene molecule contains five carbon atoms with double bonds.

(ये आइसोप्रीन अणुओं के बहुलक हैं। इसलिए इसे आइसोप्रेनॉइड्स भी कहा जाता है। प्रत्येक आइसोप्रीन अणु में द्विबंध युक्त पांच कार्बन परमाणु होते हैं।)

Isoprene (आइसोप्रीन)

> Types (प्रकार):- 

i. Hemiterpenes हेमीटरपीन्स (C₅H₈):- 1 isoprene unit (1 आइसोप्रीन इकाई)

Eg.- Prenol, Isovaleric acid

ii. Monoterpenes मोनोटरपीन्स (C₁₀H₁₆):- 2 isoprene units (2 आइसोप्रीन इकाईयां)

Eg.- Geraniol, Myrcene, Limonene, Pinene

iii. Sesquiterpenes सेस्क्विटरपीन्स (C₁₅H₂₄):- 3 isoprene units (3 आइसोप्रीन इकाईयां)

Eg.- α-bisabolene in black pepper (Piper nigrum) and β-caryophyllene in ylang ylang (Cananga odorata)

iv. Diterpenes ड़ाइटरपीन्स (C₂₀H₃₂):- 4 isoprene units (4 आइसोप्रीन इकाईयां)

Eg.- Retinol, Retinal and Phytol

v. Sesterpenes सेसटरपीन्स (C₂₅H₄₀):- 5 isoprene units (5 आइसोप्रीन इकाईयां)

Eg.- Flavoring agent terpenol and cosmetic product limonene

vi. Triterpenes ट्राइटरपीन्स (C₃₀H₄₈):- 6 isoprene units (6 आइसोप्रीन इकाईयां)

Eg.- Oleanane, ursane, taraxerane, taraxastane, lupane, dammarane and cucurbitane

vii. Sesquarterpenes सेसक्वाटरपीन्स (C₃₅H₅₆):- 7 isoprene units (7 आइसोप्रीन इकाईयां)

Eg.- Ferrugicadiol and tetraprenylcurcumene

viii. Tetraterpenes टेट्राटरपीन्स (C₄₀H₆₄):- 8 isoprene units (8 आइसोप्रीन इकाईयां)

Eg.- α-terpineol, terpinen-4-ol, linalool, nerol, β-citronellol, geraniol, and hotrienol

ix. Polyterpenes पोलीटरपीन्स (C₅H₈)n:- More than 8 isoprene units (8 से अधिक आइसोप्रीन इकाईयां)

Eg.- Rubber, which occurs in the latex of the rubber tree. Gutta-percha, a plastic substance from a Malaysian tree called a percha tree, is used as a permanent filling in root canals.

(रबर, जो रबर वृक्ष के लेटेक्स में होता है। गुट्टा-पर्चा, मलेशियाई पेड़ से प्राप्त एक प्लास्टिक पदार्थ जिसे परचा वृक्ष कहा जाता है, का उपयोग रूट कैनाल में स्थायी भरने के रूप में किया जाता है।)

2. Phenolics (फिनोलिक्स):-

> Most abundant secondary metabolites of plants.

(पौधों के सर्वाधिक प्रचुर द्वितीयक मेटाबोलाइट्स।)

> They have potent antioxidant properties.

(इनमें शक्तिशाली प्रतिओक्सीकारी गुण होते हैं।)

> They are polyphenols which are ubiquitous means found in all plant organs.

(वे पॉलीफेनोल्स हैं जो  सर्वव्यापी होते हैं अर्थात सभी पौधों के अंगों में पाए जाते हैं।)

> Examples (उदाहरण):-

i. Lignin (Structural polymer, संरचनात्मक बहुलक)

ii. Flavonoids and Carotenoids (Attractants, आकर्षक)

iii. Flavonoids (UV screens, UV स्क्रीन)

iv. Salicylic acid and Flavonoids (Signal compounds, संकेत यौगिक)

v. Tannins and Phytoalexins (Defense response chemicals, रक्षा प्रतिक्रिया रसायन)

vi. Coumarins

3. Alkaloids (एल्केलोइड्स):-  

> These are N - containing cyclic organic compound.

(ये N युक्त चक्रीय कार्बनिक यौगिक हैं।)

> The term ‘alkaloid’ was coined by W. Meibner, a German pharmacist, meaning ‘alkali like’. Latter it was demonstrated that the alkalinity was due to the presence of a basic nitrogen atom.

('एल्कलॉइड' शब्द एक जर्मन फार्मासिस्ट W. Meibner द्वारा दिया गया था, जिसका अर्थ है 'क्षार जैसा'। बाद में यह प्रदर्शित किया गया कि क्षारीयता एक क्षारीय नाइट्रोजन परमाणु की उपस्थिति के कारण थी।)

> Morphine was the first alkaloid which was isolated by F.W. Serturner in 1806 from the latex of the opium poppy.

(मॉर्फिन पहला एल्कलॉइड था जिसे 1806 में F.W. Serturner ने अफीम पोपी के लेटेक्स से अलग किया था।)

> Types (प्राकार):-

a. Based upon type of nitrogen and the biochemical origin (नाइट्रोजन के प्रकार और जैव रासायनिक उत्पत्ति के आधार पर):-

i. True alkaloids (सत्य एल्केलोइड्स):- They are derived from amino acids and have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Cocaine, Morphine, Quinine etc.

(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त होते हैं और एक विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन होती है। जैसे- कोकेन, मॉर्फीन, कुनैन आदि।)

ii. Proto alkaloids (प्रोटो एल्केलोइड्स):- They are derived from amino acids and do not have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Yohimbine, Mescaline, Hordenine etc.

(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त होते हैं और विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन नहीं होती है। जैसे- योहिम्बाइन, मेस्कलीन, होर्डेनिन आदि।)

iii. Pseudo alkaloids (कूट एल्केलोइड्स):- They are not derived from amino acids but have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Capsaicin, Caffeine, Ephedrine etc.

(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त नहीं होते हैं, लेकिन विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन होती है। जैसे- कैप्साइसिन, कैफीन, एफेड्रिन आदि।)

b. Based upon ring structure (वलय संरचना के आधार पर):-

i. Tropane alkaloids (ट्रोपेन एल्केलोइड्स):- They are abundantly found in the Solanaceae family. They are derived from ornithine and acetoacetate. Eg.- Hyoscyamine, Cocaine, Atropine, Scopolamine

(ये सोलेनेसी कुल में बहुतायत से पाए जाते हैं। ये ऑर्निथिन और एसीटोएसीटेट से प्राप्त होते हैं। जैसे- हायोसायमीन, कोकेन, एट्रोपिन, स्कोपोलेमिन)

ii. Pyrrolizidine alkaloids (पायरोलिजीडाइन एल्केलोइड्स):- They occur in the plants from Asteraceae and Fabaceae family. Eg.- Senecionine

(ये एस्टेरेसी और फैबेसी कुल के पौधों में होते हैं। जैसे- सेनेसिओनिन)

iii. Piperidine alkaloids (पाइपेरीडाइन एल्केलोइड्स):- Presence of odor is the common feature. Eg.-  Trigonelline, Coniine, Arecoline, Lobeline, Pelletierine, Nicotine, Anabasine, Piperine and Ricinine.

(गंध की उपस्थिति सामान्य विशेषता है। जैसे- ट्राइगोनेलिन, कोनीइन, एरेकोलाइन, लोबेलिन, पेलेटिएरिन, निकोटीन, एनाबेसिन, पाइपरिन और रिसिनिन।)

iv. Quinolines alkaloids (क्विनोलीन्स एल्केलोइड्स):- These alkaloids are obtained exclusively from the bark of the Cinchona plant. Eg.- Cinchonine, Cinchonidine, Quinine, and Quinidine

(ये एल्कलॉइड विशेष रूप से सिनकोना पौधे की छाल से प्राप्त होते हैं। जैसे- सिनकोनिन, सिनकोनिडीन, क्विनाइन और क्विनिडाइन)

v. Isoquinoline alkaloids (आइसोक्विनोलीन्स एल्केलोइड्स):- These groups of alkaloids have huge types of medicinal properties like antiviral, antifungal, anticancer, antioxidant, antispasmodic, and an enzyme inhibitor. Eg.- Morphine, Codeine, Papaverine, Narcotine, Hydrastine, Berberine, Emetine, Cephaëline, Tubocurarine, Corydaline.

(एल्कलॉइड के इन समूहों में एंटीवायरल, एंटीफंगल, एंटीकैंसर, एंटीऑक्सिडेंट, एंटीस्पास्मोडिक और एक एंजाइम अवरोधक जैसे कई प्रकार के औषधीय गुण होते हैं। जैसे- मॉर्फिन, कोडीन, पैपावेरिन, नारकोटीन, हाइड्रैस्टाइन, बर्बेरिन, एमेटीन, सेफेलाइन, ट्यूबोक्यूरिन, कोरीडालीन।)

vi. Indole alkaloids (इंडोल एल्केलोइड्स):- This is the largest and most interesting alkaloid group derived from tryptophan. Polyhalogenation is a common feature of these alkaloids. Eg.- Ergometrine, Ergotamine, Physostigmine, Ajmaline, Serpentine, Reserpine, Yohimbine, Aspidospermine, Vincablastine, Strychnine, Bruceine.

(यह ट्रिप्टोफैन से प्राप्त सबसे बड़ा और सबसे दिलचस्प एल्कलॉइड समूह है। पॉलीहैलोजनिकरण इन एल्कलॉइड्स की एक सामान्य विशेषता है। जैसे- एर्गोमेट्रिन, एर्गोटामाइन, फिजियोस्टिग्माइन, अजमलाइन, सर्पेन्टाइन, रिसर्पाइन, योहिम्बाइन, एस्पिडोस्पर्मिन, विंकाब्लास्टाइन, स्ट्राइकिन, ब्रुसीन।)

vii. Steroidal alkaloids (स्टीरोइडल एल्केलोइड्स):- 1,2-Cyclopentane phenanthrene ring system is the characteristic of this type of alkaloids. Eg.- Solanine, Veratrum, Funtamine, Conessine.

(1,2-साइक्लोपेंटेन फेनेंथ्रीन वलय तंत्र इस प्रकार के एल्कलॉइड की विशेषता है। जैसे- सोलनिन, वेराट्रम, फंटामाइन, कोनेसीन।)

viii. Imidazole alkaloids (इमिडाजोल एल्केलोइड्स):- The imidazole ring structure is the characteristic of this type of alkaloids. Eg.- Pilocarpine.

(इमिडाज़ोल वलय संरचना इस प्रकार के एल्कलॉइड की विशेषता है। जैसे- पिलोकार्पिन।)

ix. Purine alkaloids (प्युरीन एल्केलोइड्स):- They contain purine ring. Purine is the nitrogenous base. Eg.- Caffeine, Theobromine, Theophylline.

(इनमें प्यूरिन वलय होता है। प्यूरीन नाइट्रोजनी क्षार है। जैसे- कैफीन, थियोब्रोमाइन, थियोफिलाइन।)

x. Pyrrolidine alkaloids (पायरोलिडाइन एल्केलोइड्स):- Eg.- Hygrine, Stachydrine, Ficine, Brevicolline.

(जैसे- हाईग्रीन, स्टेहाइड्रिन, फिसिन, ब्रेविकोलीन।)