المكون غير الإنزيمي المضاد لجذور الأكسجين الحرة من ROS ( ج1 )

المكون غير الإنزيمي المضاد لجذور الأكسجين الحرة من ROS ( ج1 )

يقوم نظام الحماية في النبات من خلال المواد المضادة للأكسدة Normal conditions تحت الظروف الطبيعية بحماية النظام الخلوي من جذور الأكسجين النشطة Antioxidative defense system وهذه المواد تتواجد بوفرة فى الكلوروبلاست والميتوكوندريا والبيروكسيزوم، ولكن عند زيادة نسبة جذور الأكسجين النشطة  ROS بدرجة عالية ونشاط أكبر من طاقة النظام الدفاعي في النبات أو خلال فترة الشيخوخة فإن نشاط المواد المضادة للأكسدة تظهر بوضوح، ومن أمثلة المواد غير الإنزيمية المضادة للأكسدة:

1- Flavonoids.

2- Ascorbate (Vit.C).

3- Glutathion.

4- Tocopherol-& ((Vit.E.

5- Caroteine.

وهي مركبات ترتبط بالجذور الحرة فتعمل على تقويضها وتمنع بذلك التأثير الضار الذي تلحقه جذور الأكسجين الحرة ROS بالنبات. تتمتع هذه المركبات بميزة أنها قابلة للأكسدة من قبل الجذور الحرة، وبهذا فهي تحمي المركبات العضوية في النبات من الأكسدة.

تعمل مضادات الأكسدة على تثبيط أكسدة الجزيئات الأخرى وبالتالي تمنعها من التسبب في تلف الأنسجة. وفقًا لـ (Halliwell and Gutteridge, 2007) يمكن أن تتضمن عمل مضادات الأكسدة آليات متعددة منها: الحد من تكوين ROS إما عن طريق تثبيط عمل الإنزيمات أو عبر مخلبة العناصر المعدنية الداخلة بتركيبها هذه الجذور الحرة. إضافة إلى ذلك تعمل على التخلص من ROS بتنظيم عمل الدفاعات المركبات المضادة للأكسدة.

وتمثل مضادات الأكسدة خط الدفاع الثاني ضد ROS ، لتشمل:

- مركبات محبة للماء مثل (حمض الاسكوربيك ، الغلوتاثيون ، المركبات الفينولية).

- مستقلبات قابلة للذوبان في الدهون مثل (الكاروتينات و ألفا توكوفيرول (α-tocopherol).

حمض الأسكوربيك (AsA) والغلوتاثيون (GSH) يقترنان ببعضهما البعض خلال دورة الغلوتاثيون الأسكوربات، (كما هو موضح في مقالات سابقة)، وهما مضادات الأكسدة الرئيسية القابلة للذوبان في الماء ومراكز الأكسدة والاختزال في الخلايا النباتية. هذان المضادان بتركيز عالٍ (مليمول) في البلاستيدات الخضراء والأجزاء الخلوية الأخرى، ولهما أيضًا وظائف حاسمة في استجابات الإجهاد ونمو وتطور الأنسجة.

وسنتطرق ببعض الشرح على بعض من هذه المركبات:

1- الفلافونويدات flavonoids:

تندرج ضمن المركبات الفينولية Phenolic compounds وهي من بين العديد من المركبات المضادة للأكسدة ، تعتبر مركبات الفلافونويد والكاروتينات مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأنها شائعة التواجد في الفاكهة وذات صلة بصحة الإنسان. حيث تعتبر مركبات نباتية بحتة، وتمثل المركبات الفينولية فئة مهمة من مضادات الأكسدة القابلة للذوبان في الماء. وهي منتشرة على نطاق واسع ، وغالبًا بتراكيز عالية في جميع الأطعمة النباتية تقريبًا وتضم مجموعة مثل الفلافونويد والتانينات واللجنين.

تعتبر مركبات الفلافونويد من أكثر المركبات التي تمت دراستها وهي فئة كبيرة تضم أكثر من 9000 مركب متنوع البنية يتم تخليقها بواسطة النباتات عبر مسار phenylpropanoid. وهي تشمل الكالكون chalcones ، والفلافون flavones ، والفلافونول flavonols ، والفلافانون flavanones ، والأنثوسيانين anthocyanins ، والأيزوفلافونويد isoflavonoids. البنية الأساسية للفلافونويد بسيطة نسبيًا وتتكون من 15 ذرة كربون مرتبة في حلقتين عطريتين C6 متصلتين بوحدة C3 ؛ يتم تسمية الحلقات A وB وC (الشكل 1).

شكل 1: البنية الأساسية لتركيب الفلافونويدات flavonoids

 تنتشر هذه المركبات في عدة فصائل نباتية نذكر منها: الفصلية الفولية Fabaceae، الفصيلة السذابية Rutaceae، الفصيلة المركبة Asteraceae، الفصيلة الخيمية Apiaceae. وتمتلك هذه المركبات نشاطاً مضاداً لحدوث الطفرات antimutagenic ولحدوث السرطان anticancer، نظراً لكون هذه المركبات مضادة للأكسدة بالدرجة الأولى.

ويعتبر صف الأنتوسيانيدات anthocyanidines الأهم من بين صفوف الفلافونوئيدات بما يخص التأثير المضاد للأكسدة، حيث أن فعاليتها المضادة للأكسدة تفوق ب 150 مرة فعالية صفوف الفلافونوئيدات الأخرى. يسبب تجمعها في الأنسجة الورقية ظهور صبغة بنفسجية اللون ويحدث عند انخفاض تركيز عنصر الفوسفور في الأوراق والذي يدخل في تركيب أدينوزين ثلاثي الفوسفات ATP الهامة لتخزين ونقل الطاقة. ومن أمثلتها:

- السيانيدين cyaniding: الذي يعمل على حماية ليبيدات الأغشية من الأكسدة، وفعاليته تعادل أربعة أضعاف فعالية الفيتامين E.

 - بيلارغونيدينPelargonidin -: وهو نوع من أصباغ النبات ينتج لون برتقالي مميز يكثر في التوت والفريز ويعطي اللون الأحمر للفجل، ويعمل على حماية الحمض الأميني التيروزين Tyrosine  من فعالية بعض المركبات المؤكسدة له. وبصرف النظر عن كونه حمضًا أمينيًا بروتينيًا، فإن التيروزين له دور خاص بحكم وظيفة الفينول. يعمل كجزء من منظومة نقل الإشارة ومستقبل لمجموعات الفوسفات التي يتم نقلها عن طريق بروتينات كيناز. يمكن أن تؤدي الفسفرة لمجموعة الهيدروكسيل إلى تغيير نشاط البروتين ، أو قد تشكل جزءًا من نقل الإشارة عبر ربط مجموعة SH₂.

تلعب بقايا التيروزين أيضًا دورًا مهمًا في عملية التمثيل الضوئي. في البلاستيدات الخضراء (PSII)، ويعمل كمانح إلكتروني لتقليل الكلوروفيل المؤكسد. في هذه العملية، يفقد ذرة الهيدروجين لمجموعة OH الفينولية ليعوض هذا الفقد في وقت لاحق في النظام الضوئي الثاني (PSII).

- النازنين Nasunin: هو مشتق من مركب Delphinidin، وهو المسؤول عن اللون البنفسجي الغامق لقشور نبات الباذنجان Solanum melongena. يعرف هذا المركب بأنه يمنع ليبيدات الأغشية الخلوية من الأكسدة.

Delphinidin-3-(p-coumaroylrutinoside)-5-glucoside

شكل 2: البنية التركيبية للنازنين Nasunin