Terpeni

I terpeni comprendono la classe più vasta di prodotti secondari. Tutti i terpeni derivano dall'unione di elementi a 5 atomi di carbonio (definiti anche unità C5) aventi lo scheletro ramificato dell'isopentano. Gli elementi strutturali di base dei terpeni sono talvolta chiamati unità isopreniche, poiché i terpeni si possono decomporre ad alte temperature per dare l'isoprene. Inoltre, i terpeni sono classificati in base al numero delle unità C5 che contengono: terpeni a 10 atomi di carbonio, che contengono due unità C5, sono detti monoterpeni; terpeni a 15 atomi di carbonio sono detti sesquiterpeni; terpeni a 20 atomi di carbonio sono detti diterpeni. Terpeni più grandi comprendono i triterpeni (30 atomi di carbonio), i tetraterpeni (40 atomi di carbonio) e i politerpenoidi (se sonocostituiti da più di 100 atomi di carbonio). Comunque, i terpeni vengono sintetizzati a partire dai metaboliti primari in almeno due modi differenti. Nella ben studiata via dell'acido mevalonico tre molecole di acetil-CoA si uniscono sequenzialmente per formare acido mevalonico. Questo acido di base a sei atomi di carbonio è quindi pirofosforilato, decarbossilato e deidratato per formare l'isopentil difosfato (IPP). L'IPP è il composto attivo di base a cinque atomi di carbonio dei terpeni. L'IPP si può anche formare da composti intermedi della glicolisi o della via di riduzione fotosintetica del carbonio tramite una diversa serie di reazioni definita via metabolica del metileritritolo fosfato (MEP) che opera nei cloroplasti e in altri plastidi. In questa via, la gliceraldeide-3-fosfato e due atomi di carbonio che derivano dal piruvato condensano a formare un composto intermedio a cinque atomi di carbonio, il 1-deossi-D-xilulosio-5-fosfato. Dopo riarrangiamenti e riduzione di questo composto a formare il 2-C-metil-D-eritritolo 4-fosfato (MEP), quest'ultimo viene alla fine convertito in IPP. A questo punto l'isopentenil difosfato (IPP) e il suo isomero il dimetilallil difosfato (DPP) costituiscono le forme attive a 5 atomi di carbonio dei terpeni, che si uniscono per formare molecole più grandi. Prima IPP e DPP reagiscono per formare il geranil difosfato (GPP), il precursore a 10 atomi di carbonio praticamente di tutti i monoterpeni. Il GPP si può legare quindi ad un altra molecola di IPP per formare farnesil difosfato (FPP), il precursore di quasi tutti i sesquiterpeni, e così via. Comunque, certi terpeni hanno una funzione ben caratterizzata nella crescita o nello sviluppo e per questo motivo possono essere considerati metaboliti più primari che secondari. Per esempio le gibberelline sono dei diterpeni mentre i brassinosteroidi originano dai triterpeni. I carotenoidi rossi, arancio e gialli sono dei tetraterpeni che svolgono la funzione di pigmenti accessori nella fotosintesi e di protettori dei tessuti fotosintetici nei fenomeni fotoossidativi. Comunque, la maggior parte dei terpeni vegetali è rappresentata da metaboliti secondari coinvolti nella difesa. Infatti, i terpeni sono tossine che agiscono da deterrenti per un gran numero di insetti. Per esempio, molte piante contengono miscele di monoterpeni e sesquiterpeni volatili, definite oli essenziali, che impartiscono un odore caratteristico alle foglie che li producono. La menta piperita, il limone, il basilico e la salvia sono espmpi di piante che contengono gli oli essenziali. Il costituente monoterpenico principale dell'olio di menta è l mentolo e quello dell'olio di limone è il limonene. Gli oli essenziali possiedono delle proprietà repellenti per gli insetti che sono ben conosciute.