3. Биосинтез сапонинов

Биогенетическим предшественником агликонов как стероидных, так и тритепеновых сапонинов в растениях является сквален.

С ₅Н₈ мевалоновая геранил- фарнезил- (С₅Н₈)₆

кислота пирофосфат пирофосфат сквален

сквален

(С₃₀)

холестерол тритерпеновые сапонины

(С₂₇) (С₃₀)

стероидные сапогенины тетрациклические пентациклические

(диосгенин) (даммаран) (α- и β-амирин)

Под действием ферментов сквален подвергается стереоспецифической циклизации. Если циклизация сопровождается потерей атомов углерода, образуется холестерол, содержащий 27 атомов углерода. При окислении и циклизации углеродной цепи холестерола (из 8 атомов) образуется диосгенин. Образование тетрациклических тритерпеновых сапогенинов идет через стадии биосинтеза стероидных соединений.

4. Распространение сапонинов в растительном мире, локализация в растениях. Влияние условий обитания на накопление сапонинов.

В растительном мире более широко распространены тритерпеновые сапонины, они обнаружены в растениях почти 70 семейств. Наиболее богаты тритерпеновыми сапонинами представители семейств: аралиевые, синюховые, бобовые, астровые, яснотковые, истодовые, конскокаштановые.Стероидные сапонины встречаются значительно реже в растениях семейств диоскорейные, лилейные, норичниковые, парнолистниковые, амарилиссовые. Стероидные сапонины часто сопровождают в растениях сердечные гликозиды (наперстянки, ландыш, адонис).

Растения, вырабатывающие тритерпеновые сапонины, не содержат стероидные и наоборот.

В растениях сапонины обычно находятся в клеточном соке почти всех органах в растворенном виде. Содержание сапонинов колеблется в широких пределах. Сапонины найдены во всех органах растений:

- в траве (астрагал шерстистоцветковый –Astragalus dasyantus, хвощ полевой – Equisetum arvense, якорцы стелющиеся – Tribulus terrestris);

- в листьях (почечный чай –Ortosyphon stamineus);

- семенах (кашатан конский – Аеsculus hyppocastanum);

- в подземных органах (диоскорея ниппонская – Dioscorea nipponica, синюха голубая – Polemonium coeruleum, заманиха высокая –Echynopanax elatum, солодка голая и уральская - Glycyrrhiza glabra, G. uralensis, женьшень – Рапах ginseng, аралия маньчжурская - Ага11iа mandshurica). В подземных органах накапливается наибольшее количество сапонинов.

3.1. Биологическая роль сапонинов в растениях.

Сапонины принимают участие в биохимических процессах в растениях:

- в малых концентрациях они ускоряют прорастание семян, рост и развитие растений, а в больших, наоборот, тормозят. Таким образом, сапонины играют роль гормонов роста растений;

- сапонины оказывают влияние на проницаемость растительных клеток, что связано с их поверхностной активностью.

3.2. Факторы, влияющие на накопление сапонинов.

Среди таких факторов можно выделить следующие:

1) Географический - преимущественно у южных растений больше накапливается сапонинов;

2) Освещенность - положительно влияет на накопление (однако женьшень требует затемнения);

3) Почвенный - внесение удобрений увеличивает содержание сапонинов;

4) На содержание сапонинов в лекарственном сырье влияет возраст растений и место их произрастания:

- дикорастущая синюха голубая достигает максимальной продуктивности к 5-6 году жизни, а в культуре - к 2-3 году. При этом содержание сапонинов» подземных органах находится на одном уровне;

культивируемый женьшень рекомендуется собирать на 5-6 год, т.к. корень быстро растет до 3-х лет и далее его рост замедляется, а с 13 лет наблюдается уменьшение биомассы корней. Это связано с постепенным отмиранием боковых корней;

у диоскореи на второй год развития сапонинов в 2 раза меньше, чем на четвертый.

5) на накопление сапонинов влияют стадии онтогенеза (т.е. развития) растений. Максимальное количество сапонинов в сырье содержится в фазы:

- бутонизации и начала цветения (ортосифон тычиночный и астрагал шерстистоцветковый- в конце вегетации, когда биомасса лекарственного растительного сырья максимальна (солодки, синюха, заманиха, аралия, женьшень, диоскорея);

- в период плодоношения (каштан конский).

6) Влияние факторов внешней среды на накопление сапонинов строго специфично. Среди них трудно выявить общие закономерности для всех растений.

Есть некоторые особенности:

- растения семейства аралиевых являются эндемиками Дальнего Востока, где сложился собственный климатический и почвенный режим;

- зависимость накопления глицирризиновой кислоты от типа почв и степени их засоленности характерна для солодки. Чем больше засоленность, тем меньше глицирризиновой кислоты содержат корни солодки. Повышение влажности почвы способствует накоплению глицирризиновой кислоты.