Alcaloide

Fórmula de la Cafeína un alcaloide estimulante.

Se llaman alcaloides (de álcali, carbonatos de alcalinos, y -oide, parecido a, en forma de) a aquellos metabolitos secundarios de las plantas sintetizados, generalmente, a partir de aminoácidos, que tienen en común su hidrosolubilidad a pH ácido y su solubilidad en solventes orgánicos a pH alcalino. Los alcaloides verdaderos derivan de un aminoácido, son por lo tanto nitrogenados. Todos los que presentan el grupo funcional amina o imina son básicos. La mayoría de los alcaloides poseen acción fisiológica intensa en los animales aún a bajas dosis con efectos psicoactivos, por lo que son muy usados en medicina para tratar problemas de la mente y calmar el dolor. Ejemplos conocidos son la cocaína, la morfina, la atropina, la colchicina, la quinina, cafeína, la estricnina y la nicotina.

Sus estructuras químicas son variadas.1 Se considera que un alcaloide es, por definición, un compuesto químico que posee un nitrógeno heterocíclico procedente del metabolismo de aminoácidos; de proceder de otra vía, se define como pseudoalcaloide.2

[editar] Historia y evolución del término

El nombre “alcaloide” fue acuñado por primera vez por el químico alemán Carl Friedrich Wilhelm Meissner en 1819 para referirse a productos naturales de origen vegetal que mostraban propiedades básicas similares a los álcalis. Dada la información estructural limitada en aquellos tiempos, la definición de Meissner resultaba vaga. Königs reservaba el nombre “alcaloide” a compuestos básicos relacionados a la piridina y Guereschi consideraba el término como sinónimo de “base vegetal”. Winterstein y Trier (1910) consideraban a los alcaloides en sentido amplio a todos los compuestos que provengan de cualquier ser vivo que contienen nitrógeno básico. Estos autores distinguían entre un alcaloide verdadero y una base relacionada a los alcaloides. Un compuesto, de acuerdo a esta definición, debía cumplir los siguientes requisitos:

Presentar un nitrógeno básico El nitrógeno debe estar incluido en un sistema heterocíclico Estructura compleja Actividad farmacológica potente Distribución restringida a las plantas

A medida que avanzaron los estudios en productos naturales, se han ido descubriendo compuestos que son considerados como alcaloides, pero no cumplen alguno de estos requisitos: muchos alcaloides no presentan sistemas heterocíclicos, su nitrógeno no es básico (Como los grupos nitro), pueden presentar estructuras simples (como el caso de la efedrina y muchas amidas como la capsaicina), pueden ser inertes farmacológicamente y muchos alcaloides han sido aislados de animales.

Hegnauer (1960) clasificó a los alcaloides en tres tipos: alcaloides verdaderos, pseudoalcaloides y protoalcaloides. El término secoalcaloide se infiere de la nomenclatura de productos naturales y se considera aquí como una cuarta categoría:

a)Alcaloides verdaderos: Metabolitos secundarios que poseen un nitrógeno heterocíclico, y su esqueleto de carbono proviene, parcial o totalmente, de un aminoácido proteínico.

b)Pseudoalcaloides: Metabolitos secundarios que poseen un nitrógeno, pero que no han sido biosintetizados a partir de aminoácidos sino que se forman por tranferencia de nitrógeno en forma de amoniaco a un compuesto de origen terpénico, esteroide, policétido, monosacárido o a un ácido graso.

La aconitina, un pseudoalcaloide producido por especies de Aconitum y Delphinium.

c)Protoalcaloides: Metabolitos secundarios que no forman un sistema heterocíclico y se forman a partir de un aminoácido proteínico. Muchos de estos compuestos contienen un grupo amino, amida, etc. 3

d)Secoalcaloides: Alcaloides que provienen de un alcaloide verdadero, pero que por escisión del anillo heterocíclico se forma un grupo nitrogenado de cadena abierta.

e)Genalcaloides: -u óxidos aminados de alcaloide- son derivados por oxidación de los alcaloides que contienen el grupo R=(NO)-R, donde el nitrógeno tiene número de oxidación +5, en contraposición a los alcaloides normales, donde es trivalente (R=N-R). Su acción es la misma que la del alcaloide del cual provienen, pero es más pausada. Se nombran añadiendo el prefijo gen- al nombre del alcaloide. Algunos genoalcaloides se encuentran en la naturaleza, como la geneserina (derivado del alcaloide eserina (fisostigmina)) presente en el haba de Calabar.4

Existen productos naturales cuya consideración como alcaloides se encuentra en debate:

Las bases nitrogenadas (Adenina, timina, guanina, uracilo y citosina debido a su papel primario como componentes de nucleótidos y ácidos nucleicos.

Los aminoácidos no proteínicos debido a que su actividad biológica no es por unión a un sitio receptor celular, sino porque reemplazan a los aminoácidos proteínicos y en consecuencia forman proteínas defectuosas.

Los esfingolípidos, debido a que son componentes de membranas celulares. Las vitaminas (sobre todo las del complejo B) por ser consideradas metabolitos primarios

con actividad catalítica. Los glucósidos cianogénicos debido a que su actividad biológica no es por unión a un sitio

receptor celular, sino porque al hidrolizarse producen ácido cianhídrico, el cual es el que tiene la actividad biológica.

Los glucosinolatos debido a que su actividad biológica no es por unión a un sitio receptor celular, sino porque al hidrolizarse producen isotiocianatos, los cuales son los que presentan la actividad biológica.

Los aminoazúcares, tales como la glucosamina, por ser considerados mas bien como glúcidos.

Los tetrapirroles, tales como la porfirina y la corrina siguen en debate, ya que algunos de ellos son metabolitos secundarios (Como la turacina) y otros se consideran como primarios debido a que los metales como el hierro (Hemo) magnesio (Clorofilas) o cobre(Citocrominas) y funcionan como transportadores de oxígeno o electrones.

Los péptidos no ribosomales, los anhidropéptidos y los antibióticos betalactámicos, siguen en debate ya que se pueden referir como alcaloides o no. Se les considerarará en este artículo sólo como prototipos estructurales.

El aislamiento de los primeros alcaloides en el siglo XIX coincidió más o menos con la introducción del proceso de percolación para la extracción de las drogas. El farmacéutico francés Charles Derosne probablemente aisló en 1803 el alcaloide denominado después narcotina, y el farmacéutico Friedrich Sertürner investigó sobre el opio y aisló la morfina. A ello siguió rápidamente el aislamiento de otros alcaloides como la estricnina, cafeína, entre otros.

La cocaína es el alcaloide más antiguo en cuanto al establecimiento de su estructura y de su síntesis, pero otros, como la colchicina, necesitaron más de un siglo para que sus estructuras fuesen definidas.

En el área Mesoamericana, desde tiempos muy antiguos se han utilizado una gran variedad de alcaloides en la medicina tradicional maya. Las substancias psicotrópicas tanto alcaloides como alcoholes, se han utilizado por más de dos mil años con fines medicinales, y rituales ceremoniales. Su uso es regulado por las mujeres mayores de 39 años (3 x 13 ciclos de evolución biológica según su propia aproximación científica) y normalmente son administrados de una forma ceremonial en donde la persona que los ingiere está rodeada de otros miembros especializados de la comunidad.

[editar] Actividad biológica

Sus actividades biológicas son importantes por su mimetismo hormonal y su intervención en las reacciones principales del metabolismo celular. A pesar de ser sustancias poco similares entre ellas desde el punto de vista estructural, poseen propiedades fisiológicas análogas. Muchos alcaloides son la causa de intoxicaciones en humanos y animales. La forma más común es la intoxicación por infusiones con hierbas con fines medicinales, siendo esta una causa importante de muerte sobre todo en niños. Su presencia en vegetales hace posible su incorporación accidental en alimentos, creando una vía fácil de intoxicación.

Generalmente actúan sobre el sistema nervioso central, si bien algunos afectan al sistema nervioso parasimpático y otras al sistema nervioso simpático, por ejemplo, la cocaína actúa impidiendo la recaptación de dopamina de la terminal sináptica, lo que produce un mayor efecto de los receptores dopaminérgicos.

La actividad biológica de los alcaloides es muy diversa, la más estudiada es la acción euforizante que presentan algunos como la cocaína, si bien también existen alcaloides con efectos depresores del sistema nervioso central como la morfina.

Los alcaloides pirrolidínicos están asociados a estructuras de pirrolizidinas son metabolitos secundarios de una gran variedad de plantas, que incluye especies que se encuentran en todo el mundo. Estas plantas son la causa de numerosos casos de envenenamiento de ganado, y ha causado grandes pérdidas económicas. También son causa de muerte en humanos, especialmente en países poco desarrollados, como consecuencia de la contaminación de cereales y semillas por lo que son de gran importancia en el campo de los alimentos. Se cree que la ingestión de hierbas y vegetales

que contienen estos alcaloides, son causa de dolencias. La estructura de estos alcaloides esta basada en dos anillos de 5 átomos unidos que comparten un átomo de nitrógeno. en la naturaleza por lo general los anillos tienen como sustituyentes grupos hidroximetileno en la posición c-1 y grupos hidroxilos en c-7; esta estructura se conoce como necina. ejemplos típicos de esta base son la heliotridina y la retronecina.

[editar] Fitoquímica

Los métodos de extracción son muy variados, pero últimamente está adquiriendo fuerza la purificación por medio de fluidos supercríticos, concretamente con dióxido de carbono. Para obtener los alcaloides de los vegetales, se extraen de las partes de la planta que los contienen, con agua si están en forma de sales (solubles) o con ácido clorhídrico diluido si están en forma insoluble.

En cuanto a su detección, existen multitud de métodos: procedimientos cromatográficos, reacciones coloreadas (reacción de Mayer, de Dragendorff, de Bouchardat... si bien no son específicas de los alcaloides: puede obtenerse un resultado positivo en presencia, por ejemplo, de péptidos). Actualmente se utiliza métodos espectroscópicos tales como espectrometría de masas, resonancia magnética nuclear y espectroscopia infrarroja.

[editar] Quimiotaxonomía

Los alcaloides están ampliamente distribuidos en el reino vegetal (25% de las plantas contienen alcaloides) y en algunas especies su concentración puede alcanzar el 10% (flores). En las familias Amaryllidaceae, Fabaceae, Liliaceae, Papaveraceae y Rutaceae los alcaloides tienen gran valor quimiotaxonómico. La familia solanaceae es rica en alcaloides, pero con diferencias a nivel de género. Así, en el tabaco (Nicotiana) hay derivados de la piridina (Nicotina), en Solanum (Patata, berenjena, tomate) se encuentran pseudoalcaloides espirosolánicos (Tomatina) y Datura, Hyoscyamus, Atropa y Scopolia contienen derivados del tropano: hiosciamina, atropina, etc.

Las pirrolizidinas se encuentran principalmente en las familias Compositae, Boraginaceae, Leguminosae y Apocynaceae. Los géneros productores de estos alcaloides están distribuidos en diferentes regiones y climas y podrían representar hasta el 3% de las plantas con flores. Algunas contienen una sola clase de pirrolizidina pero la mayoría contienen entre cinco y ocho clases. El contenido varía con cada especie, pero puede llegar a ser un porcentaje importante del peso seco. La mayor concentración se encuentra en raíces y es mayor en hojas jóvenes, inflorescencias y capullos que en hojas más viejas. En algunas especies se encontraron altas concentraciones en semillas, lo que implica un riesgo en los casos en que estas semillas sean utilizadas para la alimentación humana. Existen N-óxidos de estos alcaloides, que son más solubles en agua y son transportados más fácilmente dentro de la planta.

Se han encontrado alcaloides en gimnospermas como Cycas,Pinus, Ephedra y Podocarpus. Se han aislado alcaloides de muchos sistemas vivos distintos a las plantas, como Bacterias, cnidarios, esponjas, hongos verdaderos, vertebrados y artrópodos.

[editar] Clasificación por estructura química

Dado que los pseudoalcaloides no heterocíclicos, los protoalcaloides y secoalcaloides no tienen una estructura heterocíclica, se puede considerar que presentan una estructura hidrocarbonada muy diversa. En esta sección se clasificarán estos compuestos por su grupo funcional:

Grupo funcional

Estructura Ejemplos

Amina primariaaminas biógenas, ácido antranílico, ácido p-aminobenzoico, bleniona.

Amina secundaria (R1 = H) o terciaria

Espermina, espermidina, sarcosina, bicuculinina, peshawarina, narceína, joubertiamina, cordiformamida, lilacinona, lepiotaquinona, tetraciclinas.

Sal de amonio cuaternaria

Betaínas, muscarinas.

Amida primaria Anandamida, nicotinamida, cerulenina, agrocibina.

Amida secundaria y terciaria

Péptidos no ribosomales. Ceramidas. Bufotoxinas, capsaicina, herclavina, boletocrocinas, fagaramida, dasiclamida, subafilina, ocratoxinas, norbeladina, secopiriferina, secoodorina, secopirrolotenina, grandiamidas, paucina, subafilina, haplamidina, gloquidiatusamida,capsaicina,colchicina, jerusalemina,salimina, arnotianamida, curvulárido E, xilariamidas, fisariginas, escaurinas, boletocrocinas, melanocrocinas.

Guanidina Galegina, creatina, hirudonina, esferofisinas, fontaineína

Nitrilo glucósidos cianogénicos

DiazoKinamicinas, agaritina, giromitrina, rubroflavina, craniformina, estefanosporina.

Azoxi Cicasina

Nitro

Ácido β-nitropropiónico y sus ésteres, cloranfenicol, ácido aristolóquico, ácido 1-amino-2-nitrociclopentanocarboxílico, ácido 3-nitro-4-hidroxifenilacético, aureotina, miserotoxina, ascoclavina

Hidroxilamina Desferrioxaminas B, deferoxaminas, hadacidina

A continuación se clasificarán los alcaloides y pseudoalcaloides de acuerdo a sus estructuras heterocíclicas.

Nombre Esqueleto Ejemplos

Azetidina

Ácido azetidin-2-carboxílico, Ácido mugineico, 3-azetidinona, 3,3-azetidinodiol, SQ 26,180, nicotianamina, penaresidinas, penazetidinas, calidafninona

Pirrol

Pirrolidinas: Cuscohigrina, higrina, higrolina, estaquidrina, ficina, vochisina, eleocarpina, dendrocrisaninas, agaricona, pirrociclinas, Chabamida F, equisetina, fomasetina, agaricona.

Pirroles, pirrolonas y succinimidas: Ácidos pirrolocarboxílicos, ácido tenuazónico, porfirinas, porfibilinógeno, prodigiosinas, ryanodina, pirrolezantinas, ácido 3-pirrolacrílico, 2-cianopirrol, cistamidinas, farinomaleína, showdomicina, ácido pirrolo-2,3-dicarboxílico, ácido pirrolo-2,5-dicarboxílico, 5-(23-Ciano-23-hidroxi-6-tricosenil)-1H-pirrol-2-carboxaldehído, curvupálidos, batraciotoxina, himanimidas, paquidermina, policefalinas, ácido fisorubínico, variotina, pencólido.

Imidazol

Ácido urocánico, histamina, murexina, diftamida, ergotionina, pilocarpina, dolicotelina, pilosina, nagelamidas, esceptrinas, clatrodina, oroidina, himenidina, keramadina, creatinina, policarpina, esteletazoles, crisofisarinas.

Pirazolβ-pirazol-1-il alanina, pirazofurina

Oxazol

Oxazolidinas: Goitrina

Muscazona, hennoxazoles, rizoxina, forboxazol, anulolina, halfordinol, texalina, texamina, vibriobactina, curromicina A, martefraginas, almazolona.

Isoxazol

Isoxazolidinas: Cicloserina

Isoxazoles: Ácido iboténico, ácido tricolómico, muscimol.

Tiazol

Epotilonas, tiamina, micrococcina, mixotiazoles, nostociclamidas, tiostreptona, raocilamidas, dendroamidas, tenuacilamidas, yersiniabactina.

1,2,4-oxadiazol Ácido quisquálico

Piridina Piperidinas: Coniina, coniceína, pinidina, lobelanina, ácido pipecólico, glutanimina, indigoidina, sedamina, lobelina, anaferina, piperina, nufamina, nufaramina, carpaína, estenusina , ácido

evonínico, ácido wilfórdico, ácido edulínico, evonina, rohitukina, crotacuminas, capitavina, cassina, himbacina.

Piridinas: Ácido nicotínico, ácido quinolínico, ácido picolínico, nicotina, mimosina.hachijodinas, orellanina, anabasina, anabatina, trigonelina, ricinina, arecolina, homarina, guvacina, hermidina, ácido betalámico, betalaínas, gentianina, evonina, hipocrateína, wilfortrina, triptoninas, ácido fusárico, caripirina, nigrifactina, desmosina, xilopiridinas, [[[euonimina]], wilfordsina, cangorininas, maytenina, ebenifolina, wilfordconina.

Pirimidina

Ectoína, capreomicidina,timina, citosina, uracilo, vicina, convicina, latirina, ácido barbitúrico

Pirazina

Ácido pulcherrímico, ácido aspergílico, ligustrazina, riterazinas, anhidropéptidos, crotonina, dragmacidinas, sarcodoninas, sarcoviolinas, albornousina, picroroccelina, ácido rodotorúlico, equinulina, flavacol, micelianamida.

PiridazinaPiridazomicina, Piridazocidina

TiomorfolinaCondrina, ácido tiomorfolino-3-carboxílico, cicloaliina

Azepina

Azepanos': Bengazoles, muscaflavina, Ciliatamidas, ofiocordina, balanol, chalciporona

Azocina Otonecina

7-azabiciclo[2.2.1]heptano Epibatidina

TropanoAtropina, escopolamina, hiosciamina, cocaína, ecgonina, calisteginas

9-Azabiciclo[3.3.1]nonanoPseudopeletierina, eufococcinina

Pirrolizidina

Retronecina, heliotridina, laburnina, indicina, lindelofina, sarracina, platifilina, tricodesmina, falenopsina, licopsamina, creatonotinas, calimorfina, supidina, rosmarinecina, danaiona, traquelantamidina, hastanecina, crotanecina, platinecina, turneforcidina, ipangulinas, minalobinas, pirrolamas, eslaframina

Indolizidina

Swainsonina, castanospermina, pumiliotoxinas, la lentiginosina, las poligonatinas, monomorina.

Indol

Ciclo-DOPA, auxinas, glucobrassinina, escatol, triptamina, serotonina, indol, indoxilo, isatina, camalexina, 5-(3’-metilbuten-2’-il)isatina, ascorbígenos, melosatinas, hipaforina, bufotenina, plakohipaforinas, bromoindoles, indolmicina, Sinalexina, Mitomicinas, Petromindol, Brasilidinas, Dilemaonas, 5-MeO-DMT, 5,6-hidroxiindol, mesembrina, ésteres del triptofol, 1-(2-metilbut-3-en-2-il)-1H-indol-3-carboxilato de metilo, 1-(3,4-dihidroxi-2-metilbutan-2-il)-1H-indol-3-carboxilato de metilo, homolicorina, birnbauminas, cinereapirroles, fragilamida, martensinas

Isoindol

Citocalasinas, quetoglobosinas, cespitulactamas, hericerina, estereninas, clitocibinas.

Benzotiazol Luciferina

BenzoxazolNakijinol, pseudopteroxazoles

IndazolNigelidina, nigelicina, nigeglanina

Pirrolo[3,2-b]piridinaLaccarina, agrocibenina, cortamidinas

Pirrolo[1,2-a]pirazina Vercapamida A

Imidazo[1,2-a]pirazina Coelenteracina, vargulina

Quinolina

'Hidroquinolinas: Mirionina, tortuosamina

'Quinolinas: Ácido xanturénico, ácido quinurénico, 2-quinolinamina, quinolina, ácido quináldico, ácido cinconínico, lepidina, 4,8-Quinolinodiol, 2-quinolinametanotiol, 2-quinolinametanol, 4-quinolinametanol, 2,3,4,7,8-quinolinapentol, 2,3,4,7-quinolinatetrol, 2,3,4,8-quinolinatetrol, 2,4,6,8-quinolinatetrol, 2,4,7,8-quinolinatetrol, 3,4,5,8-quinolinatetrol, 2,3,4-quinolinatriol, 2,4,6-quinolinatriol, 2,4,8-quinolinatriol, 4,7,8-quinolinotriol, 2-quinolinol, 3-quinolinol, 4-quinolinol, 2(1H)-quinolinona, 4(1H)-quinolinona, viridicatina, cusparina, evocarpina, equinopsina, crispina E, dictamnina, fagarina.

Isoquinolina Tetrahidroisoquinolinas: canadalina, filocriptina, filocriptonina, velucriptina, ceratonicina, Policarpina (Isoquinolina), anocherinas, macrostomina, arenina, compostelina, sarcocapninas, la gouregina, aristoyagonina, aristocularinas, cularina, secocularinas, noyaína, quetaminas, hidrastina, autumnalina, pisopowetina, pisopowiaridina,

dauricina, vanuatina, malekulatina, ambrinina, neferina, rodiasina, tiliacorina, berbamina, oxiacantina, talicberanos, talidasanos, talmanos, tubocuraranos trilobina, repandulina, auroramina, pennsylpavina, baluchistanamina, epiberbivaldina, cancentrina, punjabina, gilgitina, talcamina, jhelumina, chenabina, karakoramina, ipecósido, korupensaminas, michelamina, habropetalinas, dioncofilina.

Isoquinolinas: Isoquinolina, salsolina, lofocerina, coridaldina, oxihidrastinina, ancistrocladinas, papaverina, laudanosina, sendaverina, papaveraldina, carcrisina B, fusarimida.

QuinolizidinaLupinina, nufaridina, nufarolutina, nufacristina, nufarpumilaminas.

Quinazolina

Febrifugina, glicorina, arborina, glicosminina, glicoscimina, glicofimolina, glomerina, homoglomerina, equinozolinona, tetradotoxina, 2-acetilquinazolin-4(3 H )- ona, 7-bromoquinazolino-2,4-diona, 7-hidroxiequinozolinona, .

3H-Pirrolo[1,2-a]azepina Estemoadina

3H-3-benzazepina Roeadina, papaverrubinas

2,7-Naftiridina Lofocladinas

Purina

Xantosina, adenina, guanina, cordicepina, eritadeninas, nebularina, citoquininas, cafeína, teofilina, teobromina.

PteridinaBiopterinas, leucopterina, xantopterina

Pirimido[5,4-e][1,2,4]triazina Reumitsina, toxoflavina.

Carbazol

3-Metilcarbazol, 3-Formilcarbazol, Ácido 3-carbazolcarboxílico, 1-Hidroxi-3-metilcarbazol, clausinas, murrayafolinas, koenolina, murrayanina, ácido mukoénico, mukonina, 2-hidroxi-3-metilcarbazol, mukonal, mukonidina, 2-metoxi-3-metilcarbazol, glicosinina, heptafilina., currayanina, exozolina, carquinostatinas

Acridina

Rutacridona, melicopidina, Xantevodina, eskimianina.

Fenazina Piocianina, aeruginosinas.

Fenoxazina

Cinabarina, ácido cinabarínico, tramesanguina, polistictina, fenoxazona, α-aminofenoxazona, orceínas, picnoporina.

Benzo[g]isoquinolina Tolipocladina

Benzo[g]quinolina Cleistofolina

4H-1,4-benzoxazina DIMBOA

QuinuclidinaQuinina quinidina cinconina, cinchonidina.

β-Carbolina

Harmano, harmina, harmalina, eleagnina, cecilina, tripargimina, bruneínas, flazina, flazinamida.

Benzo[g]pteridinaLumazina, Limicromo, isoaloxazinas, roseoflavina

7H-dibenzo[d,f]azonina Protostefanina

Benzo[h]isoquinolinaChiloenina, santiagonamina

Fenantridina Crinina

Benzo[c]cinolina Necatorina

Pirido[1,2-a]indolGliotoxina, dioxopirazinoindoles

Pirido[2,1,6-de]quinolizinaCoccinelina, poranterina, porantelidina, porantericina, propileína

11bH-pirido[2,1-a]isoquinolina Emetina

Pirrolo [2,1-a]isoquinolina Lamelarinas

Pirrolo[4,3,2-de]quinolina

Micearubinas, makaluvaminas, damirona C, hematopodinas.

2H-1,8,8b-TriazaacenaftilenoCilindrospermopsina y sus derivados.

5H-5,6,8b-TriazaacenaftilenoPtilomicalinas, batzeladinas, cambrescidinas.

4H-benzo[de][1,6]-naftiridinaAaptaminas, isoaaptaminas

1,8-dihidropirrolo[2,3-b]indol

Fisostigmina (eserina), eteramina, fisovenina, eptastigmina, flustraminas.

5H,10H-Dipirrolo[1,2-a:1',2'-d]pirazinaVercapamida C, pirocol, aranotina.

2-oxa-6-azatriciclo[4.2.1.03,7]nonano. Lolinas, temulina

Dibenzo[c,g]azecinaProtopina, coricavamina, coricavidina.

Pirrolo 2,1,5-cdindolizina Mirmicarinas

1H,10H-pirrolo[1,2-c]purina Saxitoxinas

Indolo[2,1-a]isoquinolinaCriptowolidina, criptowolinol, criptowolina.

9H-Indeno[2,1-b]piridina Haouamina

Azepino[3,2,1-hi]indol

Estenina, tuberostemonina, estemoamida, estemonina, neostemonina, croomina, estemonidina.

4H-dibenzo[de,g]quinolina

Alcaloides aporfinoides: Glaucina, boldina, bulbocapnina, nanteína, hernandialina, nuciferina, liriodenina, pukateína, laurotetamina, lauroscolzina, escolina, magnoflorina, duguenaína y pancoridina

7H-dibenzo(de,h)quinolina Menisporfina

Indeno[1,2,3-ij]isoquinolina Rufescina, imeluteína

EupolauridinaEupolauridina y sus derivados

Pirrolo[3,2,1-de]fenantridina Licorina

7H-Nafto[1,2,3-ij][2,7]naftiridinaSampangina, eupomatidinas

Espiro[2,5-ciclohexadieno-1,7'(1'H)-ciclopenta[ij]isoquinolina]

Orientalinona, glaziovina, estefarina, mecambrina, pronuciferina.

1,2-dihidrospiro[2-H-indeno-2,1'-isoquinolina] Lahorina

Benzo[d]-[4,5-g]pirido[4,3,2-jk][2]benzazepina Dragabina

Esparteína Esparteína

1H,4H,9H-Dipirido[2,1-b:3',2',1'-ij]quinazolina Sibiridina, schoberina

MorfinanoCodeína, tebaína, salutarina, morfina, oripavina

HasubananoHasubanonina, cefaramina, cefasamina

(1S,9R)-7,11-diazatriciclo[7.3.1.02,7]tridecano Citisina, angustifolina

Dibenzo[f,h]pirrolo[1,2-b]isoquinolinaFicuseptinas, la criptopleurina y la tiloforina.

(6S,11bS)-6,11b-Metano-3a,6,11a,11b-tetrahidrofuro[2,3-c]pirido[1,2-a]azepina

Securiniaminas, sufruticodina y los securinoles A-D

Dibenzo[a,g]-9aH-quinolizina

Protoberberina, anisociclina, palmatina, coripalmina, discretamina, berlambina, lambertina, coreximina, talifaurina, coptisina, escoulerina, estilopina.

6,15-epimino-4H-isoquino[3,2-b][3]benzazocina.

Saframicina, renieramicina

(1R,2R,7S,12R,13S,15S)-14-Oxa-6,8-diazapentaciclo[10.6.0.02,7.02,15.08,13]octadecano

(Nitraramida)

Nitraramida, nitrabirina

3,5-o-fenilen-2,3,4,5-tetrahidro-1H-2-benzazepina

Amurensina

5,11-Epiminodibenzo[a,e][8]anuleno Pavinas, isopavinas

10H-azuleno[1,2,3-ij]isoquinolina Imerubrina

5H-Indeno[1,2-b]piridina Oniquina

Dibenzo[6,5,4-cd:f]indol Cefaronas

5H-Isoindolo[1,2-b][3]benzazepina Lennoxamina

Benzo[6,7]ciclohept[1,2,3-ij]isoquinolina Kreysigina

Homoeritrinano ([4,5-h]indolo[7a,1-a][2]benzazepina)

Schelhammeridina, erimelantina, erisopinoforina.

Eritrinanoβ-Erytroidina, Erisotramidina.

3H-ciclopenta[b]pirrolo[1,2-a][3]benzazepina

Cefalotaxina, harringtonina, isoharringtonina, cefalezominas

Dibenzo[5,6-a:4',5'-g]-4H-quinolizinaCavidina, Talictrifolina, apocavidina, isoapocavidina.

Quinolino[2',3':3,4]pirrolo[2,1-b]quinazolina Luotoninas

Benzo[c]fenantridinaQuelidonina, sanguinarina, palmatina, queleritrina

Benzo[j,k]acridina Necatarona

7H-Indolo[2',3':3,4]pirido[2,1-b]quinazolina Evodiamina

5H-indolo[2,3-a]pirrolo[3,4-c]carbazolArciriaflavinas, estaurosporina

Alcaloides de núcleo pirídico: a este grupo pertenecen la nicotina, la pilocarpina y la esparteína.

La nicotina se encuentra en el jugo del tabaco acompañada de otros alcaloides. Es un líquido incoloro, de olor semejante al tabaco y sabor ardiente y picante. Es muy tóxica en dosis altas.

Alcaloides de núcleo isoquinoleico: se encuentran en las plantas papaveráceas y ranunculáceas. El más importante es la papaverina, que tiene propiedades hipnóticas (aunque no tan acentuadas como las de la morfina).

Alcaloides de núcleo fenantrénico: el más importante es la morfina. Se encuentra en el opio en forma de sal. Se emplea en medicina en forma de clorhidrato y sulfato, como sedantes y calmantes.

Alcaloides de núcleo tropánico: pertenecen a este grupo la atropina y la cocaína. La atropina se encuentra en el jugo de varias plantas como la belladona y el estramonio. La cocaína se extrae de las hojas de coca, es de sabor amargo, insensibiliza la lengua, y se usa en medicina en forma de clorhidrato.

Alcaloides de núcleo indólico: los más importantes son la estricnina y la brucina. La estricnina es uno de los alcaloides más enérgicos, se extrae de diversas plantas del género Strychnos, entre ellas el haba de San Ignacio y de la nuez vómica. Es de sabor amargo muy intenso y muy tóxica. su ingestión produce convulsiones tetánicas.

Alcaloides de núcleo no definido: son todos aquellos alcaloides cuya constitución no ha sido aún establecida con claridad. Entre ellos se encuentra la aconitina (veneno muy violento, utilizado en terapéutica para combatir ciertas dolencias) y la ergotinina (uno de los principios activos del cornezuelo de centeno, que ejerce una acción específica sobre el útero.

[editar] Clasificación por biosíntesis

Los alcaloides se encuentran formando sales con el ácido acético, oxálico, láctico, málico, tartárico y cítrico. A continuación se mostrará un resumen de la diversidad biosintética de los alcaloides.

[editar] Protoalcaloides

Muchos compuestos considerados pseudoalcaloides podrían incluirse en la categoría de protoalcaloides si se consideran todos aquellos que no forman sistemas heterocíclicos. Los más importantes a considerar son las aminas y las amidas.

[editar] Aminas

Cuando un aminoácido se descarboxila, se forman las aminas biógenas. La histidina y el triptófano, por poseer de por sí un anillo heterocíclico, serán contemplados en secciones aparte.

Aminoácido precursor Amina biógena Estructura

Glicina Metilamina

Alanina Etilamina

Serina Etanolamina

Cisteína Cisteamina

Ácido aspártico β-Alanina

Metionina 4-Metilsulfuro-1-propanoamina

Treonina 1-Amino-2-propanol

Ácido glutámico Ácido γ-aminobutírico (GABA)

Ornitina Putrescina

Arginina Agmatina

Lisina Cadaverina

Fenilalanina Fenetilamina

Tirosina Tiramina

DOPA Dopamina

Valina Isobutilamina

Leucina Isoamilamina

Muchas de estas aminas forman derivados posteriores, tales como las catecolaminas. Las efedrinas se forman a partir del ácido benzoico y el piruvato por acción de pirofostato de tiamina.

Muchas aminas pueden aceptar un segundo o hasta tercer grupo alquilo para formar aminas secundarias o terciarias. Cuando un aminoácido forma una sal de trimetilamonio se denomina betaína. Ejemplos de betaínas son la betaína glicínica, la trimetilserina (precursor de la colina) y la hipaforina. La muscarina es una sal de amonio de Amanita muscaria.

[editar] Amidas

Las amidas se forman por la conexión heteroatómica de una amina o el amoniaco con una acil-coenzima A.

[editar] Guanidinas

Existen aminas que reciben un grupo carbimino de la arginina, tales como la galegina y la creatina.

[editar] Alcaloides verdaderos

[editar] Alcaloides derivados de la serina, cisteína y glicina

[editar] Serina

La serina forma la cicloserina, una isoxazolidin-5-ona por oxidación intramolecular del nitrógeno.

La serina puede formar el ácido 2,3-diaminopropiónico, que a su vez puede formar el ácido quisquálico, un aminoácido no proteínico con un anillo de 1,2,4-oxadiazolidina, aislado de la piscuala.

En varios péptidos no ribosomales, la serina puede formar oxazoles y éstos pueden ser referidos como péptidos alcaloidales. Los oxazoles son el resultado de la ciclación y oxidación de péptidos no ribosómicos de serina o treonina

En donde X = H, Met para serina o treonina respectivamente, B = base.(1) Ciclización enzimática. (2) Eliminación. (3) [O] = Oxidación enzimática.

[editar] Cisteína

La cisteína puede formar diversos tiazoles:

Un ejemplo es el ácido 2-metil-1,3-tiazol-4-carboxílico. Este ácido tiazólico es la unidad de iniciación de policétidos como las epotilonas.

Epotilona C

Otro ejemplo de tiazoles de la cisteína son los mixotiazoles, los cuales fueron aislados por Höfle y sus colaboradores en los años 70's. El mixotiazol A fue descrito primero en 1978 en una patente y posteriormente fue descrito en los 80's. Los mixotiazoles son 2,4'-bi-1,3-tiazoles aislados de hongos que se forman a partir de un policétido con una unidad de iniciación de cisteína y otra molécula de cisteína5 .

La cisteína puede formar también tiomorfolinas en organismos marinos, como la condrina.

[editar] Glicina

La glicina puede formar anillos de imidazol, tales como el AIR y la creatinina.

A partir de la glicina se forman las bases purínicas guanina y adenina. A partir de la adenina se forman varios compuestos purínicos, como la cordicepina, eritadeninas, nebularina, las citoquininas, cafeína, teofilina y teobromina.

A partir de la guanidina se pueden sistetizar anillos de isoaloxazina y pteridinas. Muchos insectos pueden producir pigmentos a partir de pteridinas (p. ejemplo Drosofilina, Leucopterina, Drosopterina) u otros anillos derivados:

La reumitsina y la toxoflavina son compuestos que presentan como esqueleto base la pirimido[5,4-e]-1,2,4-triazina (referidos también como Azapteridinas). Estos compuestos fueron aislados de bacterias del género Actinobacter. Estas triazinas pueden provenir biogenéticamente de una purina o pteridina.

Ejemplos de azaguanidinas es la zarzisina.

Pirimido[5,4-e][1,2,4]triazina

[editar] Alcaloides derivados del aspartato

En esta sección se consideran los alcaloides de los aminoácidos biosintéticamente relacionados con el ácido aspártico: aspartato, asparragina, treonina y metionina.

[editar] Aspartato y asparagina

El aspartato puede formar otro aminoácido relacionado por reducción del carboxilo terminal y aminación reductiva: el ácido 2,4-diaminobutírico (DABA). Al descarboxilarse puede formar 1,3-diaminopropano. El aspartato puede aceptar un grupo carbamilo por medio de su nitrógeno amino para formar el ácido N-carbamoilaspártico. Además, el ácido aspártico puede condensarse con el fosfato de dihidroxiacetona para formar la vitamina ácido nicotínico.

Pirimidinas: El precursor es el ácido orótico, el cual se forma por heterociclización del ácido N-carbamoilaspártico. Las bases pirimídicas (Uracilo,Timina,Citosina) surgen de este precursor. El ácido barbitúrico es producto del catabolismo de las pirimidinas. Ejemplos de alcaloides que provienen del ácido orótico son la vicina, la convicina, de Vicia faba y la clitocina de Pectinophora gossypiella. La latirina podría ser considerada como un aminoácido no proteínico o un alcaloide debido al anillo de pirimidina. La ectoína es una pirimidina 2-sustituida que no procede de la ruta del ácido orótico sino que a partir del ácido 2,4-diaminobutírico acetilado en el nitrógeno del carbono 4.

Pirazoles: Los anillos de pirazol no son abundantes en la naturaleza, y tienen valor quimiotaxonómico. Un caso es la β-pirazol-1-il alanina y la pirazofurina.

Alcaloides pirido[1,2-a]azepínicos: Se forman en la esponja Niphates digitalis a partir del aldehído subérico y la 1,3-propanoamina (que proviene de la descarboxilación del ácido 2,4-diaminobutírico)6

Biosíntesis de alcaloides pirido[1,2-a]azepínicos

[editar] Treonina

Varios aminoácidos no proteínicos con actividad tóxica se presume provienen de la treonina, como las hipoglicinas, la canalina y la canavalina

[editar] Metionina

Los metabolitos secundarios nitrogenados de la metionina principalmente consisten en glucosinolatos de la metionina, homometionina y dihomometionina. La goitrina es una 1,3-oxazolidina formada del glucosinolato progoitrina. La S-Adenosil metionina es lo suficientemente reactiva para formar un sistema de azetidina, en forma de ácido azetidin-2-carboxílico, el cual es la base de los isopéptidos conocidos como ácidos mugineicos. Algunas azetidinas se presumen que provienen de este precursor, tales como la 3-azetidinona y el 3,3-azetidinodiol.

Ácido (S)-(-)-2-Azetidinocarboxílico Goitrina

[editar] Nicotinato

El ácido nicotínico se forma de novo en las plantas por condensación de una molécula de triosa y una molécula de iminoaspartato (el derivado imino]] del ácido aspártico), mientras que en animales y hongos se puede formar por catabolismo del triptófano. El ácido nicotínico (ácido piridino-3-carboxílico) es la base estructural de muchos alcaloides piridínicos.

Piridinas: Esta vitamina puede descarboxilarse para dar piridina, hidrogenarse para formar dihidropiridinas u oxidarse. Algunas piridinas relacionadas con el ácido nicotínico son los alcaloides de la palma Areca (Arecolina, guvacina)), la ricinina de las semillas del ricino, la hermidina de Mercurialis annua y la trigonelina de la alholva.

Bispiridinas: Las bis-piridinas se forman por acoplamiento de radicales libres (Crisohermidina 7 ) o por condensación (Anatabina). Los anillo de piridina se pueden acoplar con otros anillos como en el caso de la nicotina (Anillo pirrolidínico)o anabasina (Anillo piperidínico de la lisina)

Crisohermidina Anatabina

Hachijodinas: Son hidroxilaminas derivadas de ácidos grasos que se forman cuando el ácido nicotínico es utilizado como unidad de iniciación:8

[editar] Alcaloides derivados de aminoácidos de la familia del glutamato

Varios alcaloides provienen de los aminoácidos de la familia del glutamato (glutamina, glutamato, prolina, ornitina y arginina.

[editar] Glutamato y glutamina

Cuando la glutamina heterocicliza en sus extremos, forma la glutanimina, la cual tiene un esqueleto piperidínico. Cuando dimeriza forma la indigoidina (Estructura: 1,1',2,2',3,3',4,4'-octahidro-4,4'-bipiridina).

Indigoidina

El glutamato hidroxilado puede formar un isoxazol de una manera similar a la cicloserina para formar el ácido iboténico, un aminoácido no proteínico con un heterociclo de isoxazol. Este aminoácido es precursor de muchos isoxazoles del hongo Amanita muscaria, tales como el muscimol y el ácido tricolómico.

El lascivol es una amida de la glutamina y un precursor policétido de los muchos compuestos de estructura indólica, tales como 2,4-dimetilindol, (2-metil-4-hidroximetilindol, (2-metil-4-metoximetilindol y 2,4-dimetil-5-metoxindol

[editar] Prolina

La prolina y la ornitina pueden formar alcaloides con núcleo pirrolizidínico; de hecho, la prolina por sí misma es una pirrolizidina. A partir de la prolina se pueden formar:

Ácidos 2-pirrolocarboxílicos así como sus derivados bromados, aislados de esponjas.

La estaquidrina, presente en la betónica, es la betaína de la prolina.

Muchos hongos clavicipitáceos producen alcaloides con esqueleto de 2-oxa-6-azatriciclo[4.2.1.03,7]nonano, tales como la lolina y la temulina, a partir de prolina y homoserina.

2-oxa-6-azatriciclo[4.2.1.03,7]nonano

Esqueleto base de la lolina y la temulina.

[editar] Ornitina y arginina

La ornitina y la arginina están relacionadas biosintéticamente, ya que la arginina proviene de la ornitina por adición de un grupo carbamilo al nitrógeno terminal de la ornitina con posterior adición de un nitrógeno de aspartato (primeras 3 reacciones del ciclo de la urea)

La ornitina forma alcaloides de dos tipos: los derivados de la putrescina y los derivados de las poliaminas espermina, homoespermina y espermidina

Derivados de la putrescina: La putrescina puede heterociclizar para formar el catión N-metil-Δ1-pirrolinio. Este intermediario metabólico puede incorporarse a muchas rutas tales como:

a) Formación de 3-pirrolidin-2-il piridinas, como la nicotinab) Formación de azaazulenos, tales como la (+)-5-epiindolizidina 167B.c) Formación de dos unidades de acetilo: Por el mismo mecanismo de los policétidos (Sólo que la unidad de iniciación es una imina, por lo que en lugar de una condensación de Claisen se lleva a cabo una condensación de Mannich. Así se forman la higrina, cuscohigrina y las dendrocrisaninas. Cuando el derivado tipo policétido heterocicliza forma el esqueleto de tropano. Muchos alcaloides tropánicos se forman en solanáceas y eritroxiláceas, tales como Datura, Atropa,Mandragora y Erythroxylon. Ejemplos de estos alcaloides son cocaína, hiosciamina, tropina, las calisteginas, las esquizantinas, la litorina, meteloidina y escopolamina.

d) Alcaloides pirrolidinflavonoides: Los anillos de N-metil-Δ1-pirrolinio pueden incorporarse a estructuras de flavonoides. Ejemplos de estos alcaloides son la ficina, la vochisina y la eleocarpina

Ficina Vochisina Eleocarpina

Las dendrocrisaninas son anillos de pirrolidina con sustituyentes cinamoilo en el nitrógeno.9

La agaricona es un pigmento producido por Agaricus xanthoderma.

-Derivados de poliaminas: La homoesperidina puede dar una doble ciclización para producir biosintéticamente alcaloides pirrozilidínicos. Las plantas del género Senecio, la mariposa monarca (Danaus plexippus y otros lepidópteros relacionados (los cuales consumen la planta) y varias orquídeas son los principales productores de alcaloides pirrolizidínicos10 :

Ejemplos de estos alcaloides son la falenopsina, licopsamina, retronecina, creatonotinas, calimorfina, supidina, rosmarinecina, otonecina, danaiona, traquelantamidina, platafilina, sarracina, hastanecina, crotanecina, heliotridina, platinecina, turneforcidina, ipangulinas y minalobinas.

Muchos alcaloides macrocíclicos provienen de la espermina, como en el caso de la lunarina (Aislada de Lunaria annua11 ):

La estructura de las motuporaminas sugiere un origen a partir de poliaminas y un ácido graso de cadena mediana12 :

Alcaloides de la Stemona: Las especies de la familia Stemonaceae producen una gran clase de alcaloides diversos estructuralmente relacionados con el núcleo de 4-azaazuleno. Sus raíces han sido utilizadas para el tratamiento de tuberculosis, bronquitis y parasitosis. Ejemplos de estos alcaloides son la estenina, tuberostemonina, estemoamida, estemonina, neostemonina, croomina y estemonidina.

Tuberoestemonina

Derivados de la arginina: La arginina es precursor de varios productos naturales, tales como el ácido clavulánico, la capreomicidina (una hexahidropirimidina), la tetrodotoxina y las saxitoxinas (Saxitoxina, neosaxitoxina, GTX1-7, C1-C4, dcSTX, dcneoSTX, dcGTX 1-4) las cuales presentan un esqueleto de 1H,10H-pirrolo[1,2-c]purina13 ,

1H,10H-pirrolo[1,2-c]purina, esqueleto base de las saxitoxinas

Las vercapamidas y la peramida son anhidropéptidos de la arginina y la prolina:

[editar] Derivados del porfibilinógeno

El porfobilinógeno es el precursor de los bilanos, porfirinas, corrinas y bilinas. Algunos alcaloides cromóforos producidos por insectos que provienen de este compuesto son la pterobilina, sarpedobilina y la foreabilina.14

[editar] Alcaloides derivados de la lisina

La lisina puede ser biosintetizada por la ruta del diaminopimelato (DAP) en hongos o por la ruta de α-aminoadipato (AAA). Durante su biosíntesis se pueden formar metabolitos tales como el ácido picolínico y ácido dipicolínico, los cuales son isómeros del ácido nicotínico y el ácido quinolínico, respectivamente.

Cuando la lisina heterocicliza, forma la lactama de la lisina (Esqueleto base: perhidroazepina). Esta lactama es la base de las bengamidas. La alisina el producto de transaminación del amino terminal de la lisina. La desmosina proviene de este intermediario. La alisina puede formar el ácido pipecólico, el cual es un componente de la ascomicina y la rapamicina. La descarboxilación de la lisina produce la cadaverina, la cual por heterociclización produce Δ1-piperideína. Este anillo puede formar varios sistemas de alcaloides.

Los alcaloides de la lisina se pueden clasificar como derivados de la cadaverina y derivados del pipecolato.

Los derivados de la cadaverina principalmente son los que proceden de la incorporación de una unidad de piperidina a diversos componentes, por ejemplo:

- La anaferina, la peletierina y la pseudopeletierina son derivados de acetilación de modo análogo a la biosíntesis de la higrina y los alcaloides del tropano.

- La estenusina es un derivado por condensación con isoleucina. Otros ejemplos son el ácido evonínico, ácido wilfórdico, el ácido edulínico y la evonina.

Estenusina- Alcaloides piperidinflavonoides' Un ejemplo es la rohitukina, las crotacuminas y los derivados de la capitavina.

Schumannioficina Rohitukina- Alcaloides 1,3-diazepinflavonoides: Por ejemplo la aquiledina y la isoquiledina.- Alcaloides quinolizidínicos: Se forman por dos unidades de piperideína. Se encuentran en varios miembros de la familia Fabaceae. Ejemplos típicos son la lupinina, la lusitanina y la castoramina.

- A partir de la peletierina y otros derivados se forman nuevos sistemas de anillos heterocíclicos, tales como citisina, esparteína, licodina, angustifolina, albina, fawcetimida, poranterina, cernuina, sofocarpina, criptopleurina, ormosamina, afilina, afilidina, lupanina, retamina, aloperina, baptifolina, multiflorina, camoensidina, matrina, soforidina, soforamina y serratinina.

Esparteína Citisina Angustifolina Licodina OrmosaminaFawcetidina

Mirionina

- La anabasina, astrofilina y anabatina son bis-piridinas producto de la condensación de Mannich entre otras piperidinas de origen lisínico o nicotínico.

Anabasina- La lobelanina, la lobelina y la sedamina se forman por la incorporación de derivados fenilpropanoides.

Lobelina- La piperina, la nigramida R, la piperciclobutanamida C y las chabamidas H e I son ejemplos de alcamidas de la piperidina.

- Alcaloides indolizidínicos: La castanospermina proviene biosintéticamente del ácido pipecólico. Éste se condensa con dos unidades de acetato por medio de condensaciones de Claisen de la misma manera que en los policétidos, generándose así la 1-indolizidinona, la cual es precursora de muchos alcaloides indolizidónicos. Ejemplos de estos alcaloides son la castanospermina, swainsonina, las pumiliotoxinas, la lentiginosina, las poligonatinas y la monomorina . Las mirmicarinas presentan un esqueleto de indolizidina fusionado con un pirrol (Pirrolo[2,1,5-cd]indolizina). Los alcaloides indolizidínicos pueden presentarse fusionados con anillos aromáticos (Dibenzo[f,h]pirrolo[1,2-b]isoquinolina) como en el caso de las ficuseptinas, la criptopleurina y la tiloforina.

Indolizina Pirrolo 2,1,5-cd indolizina Dibenzo[f,h]pirrolo[1,2-b]isoquinolina

Alcaloides de litráceas: Estos alcaloides ciclofánicos se componen de un ciclo quinazolínico o piperidínico proveniente de la lisina, los cuales se esterifican con ácidos aromáticos fenilpropanoides o forman éteres entre anillos aromáticos.15

Alcaloides de Nitraria: Gerrit-Jan Koomen y Martin J. Wanner 16 clasificaron los alcaloides de Nitraria, dos de los cuales proceden exclusivamente de la lisina: los espiroalcaloides (Por ejemplo, (+)-nitramina, (-)-isonitramina, (-)-sibirina, nitrabirina, N-óxido de nitrabirina, y sibirinina) y los alcaloides tripiperidínicos (Schoberina, deshidroschoberina, sibiridina y dihidroschoberina)17

Ácidos acromélicos: Aislados del hongo Clitocybe acromelalga. Baikiainas

[editar] Alcaloides derivados de la fenilalanina y tirosina

La fenilalanina y la tirosina se biosintetizan por la ruta del ácido shikímico, via corismato, prefenato y arilpiruvatos. Plantas y bacterias sintetizan ambos aminoácidos por rutas separadas, mientras que los animales y los hongos pueden obtener tirosina por hidroxilación de fenilalanina.

Los alcaloides de los aminoácidos tirosina-fenilalanina son un grupo muy amplio y diverso, por lo que serán clasificados por su biosíntesis en los siguientes tipos:

a) Alcaloides de Securinegab) Alcaloides azólicosc) Alcaloides isoquinolínicosd) Alcaloides mesembrenoidese) Alcaloides norbeladínicosf) Anhidropéptidos de aminoácidos aromáticosg) Alcaloides citocalasánicosh) Alcaloides tipo aaptaminai) Alcaloides de la ciclo-DOPAj) Alcaloides de las seco-DOPAs

[editar] Alcaloides de la Securinega

Las plantas del género Securinega produce alcaloides con el esqueleto base (6S,11bS)-6,11b-metano-3a,6,11a,11b-tetrahidrofuro[2,3-c]pirido[1,2-a]azepina. Este pequeño grupo de 30 alcaloides parece provenir biosintéticamente de la tirosina y la lisina, como el caso de la securinina. Otros ejemplos son las securiniaminas, sufruticodina y los securinoles A-D. La filantidina tiene la estructura metanofuro[2,3-d]pirido[1,2-b][1,2]oxazocina.

(6S,11bS)-6,11b-Metano-3a,6,11a,11b-tetrahidrofuro[2,3-c]pirido[1,2-a]azepina

[editar] Alcaloides azólicos

Las fenetilaminas pueden incorporarse a anillos de imidazoles y oxazoles:

Imidazoles: Como ejemplo se encuentra la Policarpina.

Oxazoles: Como ejemplos están la anulolina, halfordinol, texalina y texamina.

[editar] Alcaloides isoquinolínicos

Los alcaloides isoquinolínicos y tetrahidroisoquinolínicos (THIQ) comprenden una amplia gama de compuestos ampliamente distribuidos principalmente en el reino vegetal. Cabe destacar que estas isoquinolinas tienen un sustituyentes alquilo en la posición 1. Cualquer otro patrón de sustitución hace pensar en otra ruta biosintética.

1,2,3,4-Tetrahidroisoquinolina

Biogenéticamente se pueden formar por una reacción de Mannich de una catecolamina con un aldehído o un ácido α-cetocarboxílico:

De acuerdo al aldehído utilizado, se pueden reconocer 4 grandes familias de este tipo de alcaloides:

a) Las isoquinolinas simples, las cuales se forman por condensación de una catecolamina con acetaldehído, glioxal, piruvato, formaldehído, etc.b) La bencilisoquinolinas, que comprenden el grupo más amplio de todos se forman por condensación de una catecolamina con un fenilacetaldehído.c) Las fenetilisoquinolinas, que se forman por condensación de una catecolamina con un fenilpropanal.d) Los alcaloides tipo ipecósido, en donde el aldehído es un iridoide.

Isoquinolinas y tetrahidroisoquinolinas simples: La isoquinolina se aisló de la planta Spigelia anthelmia (Spigeliaceae). Varios ejemplos son la anhalamina, anhalinina, iseluxina, calicotomina, laudanosina, coridaldina, salsolina, salsolidina, mimosamicina, renierona, talflavina, crispinas.

El grupo de la saframicina y la renieramicina presenta la estructura de 6,15-epimino-4H-isoquino[3,2-b][3]benzazocina.

6,15-Epimino-4H-isoquino[3,2-b][3]benzazocina- Alcaloides bencilisoquinolínicos y bencilquinolínicos: Se forman por condensación de una catecolamina con fenilacetaldehídos, provenientes de las rutas de los fenilpropanoides. Ejemplos de estos alcaloides son la papaverina, canadalina, filocriptina, filocriptonina, velucriptina, papaveraldina, anocherinas y la macrostomina. La arenina y sus derivados poseen adicionalmente un anillo de pirrolidinio.

Papaverina- Alcaloides pseudobencilisoquinolínicos: Éste término se utiliza para para describir un esqueleto de isobenzoquinolina en la cual un esqueleto de bencilisoquinolina en el cual el anillo aromático se encuentra oxigenado en el carbono C-2', C-3' y C-4'. Estos alcaloides provienen biogenéticamente de sales protoberberínicos por la escisión del enlace C8-C8a. La policarpina, Taxilamina y Ledecorina son ejemplos de este tipo de alcaloides.- Alcaloides cularínicos: Los alcaloides derivados de la cularina ((12aS)-2,3,12,12a-Tetrahidro-6,9,10-trimetoxi-1-metil-1H-[1]benzoxepino[2,3,4-ij]isoquinolina) son tetrahidroisoquinolinas que contienen una oxepina o dihidrooxepina fusionada entre los carbonos C-8 y C-2'. Se forman por un acoplamiento oxidativo intramolecular. Ejemplos son compostelina, sarcocapninas, la gouregina, aristoyagonina, aristocularinas y la cularina.- Alcaloides secocularínicos: Se pueden clasificar en dos grupos, las B- y C- secocularinas. Un ejemplo de las β-secocularinas (por ejemplo la secocularina, la secocularidina y la norsecocularina las cuales son estructuralmente relacionadas a alcaloides derivados del fenantreno derivados de aporfinas. Las C-secocularinas (p. ejem. la noyaína).- Alcaloides tipo cancentrina: Son dímeros de una unidad de cularina y un morfinano a través de una unión espiro. Se encuentran en especies del género Dicentra.- Alcaloides tipo quetamina: Sólo se conocen tres compuestos relacionados: Quetamina, secoquetamina y la dihidrosecoquetamina. Estos alcaloides se encuentran en Berberis baluchistanica.

Cularina Policarpina Noyaína Quetamina- Alcaloides tipo pavina: Estos alcaloides se forman por modos alternativos de ciclización oxidativa de precursores benzoquinolínicos. P. ejemplo Pavina, argemonina.-Alcaloides tipo amurensina: Amurensina

Amurensina Pavina- Benzopirrocolinas: Criptowolidina, criptowolinol, criptowolina.

- Alcaloides proaporfínicos: Este grupo de alcaloides representa una etapa intermedia en la conversión de las bencilisoquinolinas en aporfinas. Ejemplos de estos alcaloides son la orientalinona, glaziovina, estefarina, mecambrina, pronuciferina.

- Alcaloides aporfínicos:Este gran grupo de alcaloides contiene el sistema de anillo tetracíclico aporfínico (4H-dibenzo[de,g]quinolina)formado por acoplamiento oxidativo de un fenol precursor bencilisoquinolínico. Las variaciones estructurales incluyen:(a) las aporfinas simples y las dioxoloaporfinas, por ejemplo la glaucina, la boldina, la bulbocapnina, la nanteína, la hernandialina, la nuciferina, la liriodenina y la pukateína. Laurotetamina, lauroscolzina, escolina, magnoflorina. También se incluyen derivados de insaturación generalmente entre el carbono C-6a y C-7.

(b) apoporfinoides tipo duguenaína y pancoridina. Su esqueleto base es la 9,10-dihidro-5H,7H-benzo[f][1,3]dioxolo[6,7]isoquino[8,1,2-hij][3,1]benzoxazina.

Pancoridina Duguenaína(c) oxoisoaporfinas (p. ejem. la menisporfina). Presentan la estructura de 7H-dibenzo(de,h)quinolina(d) azafluorantenos (p. ejem. la rufescina y la imeluteína). Presentan la estructura de indeno[1,2,3-ij]isoquinolina(e) diazafluorantenos (p. ejem. eupolauridina).(f) 1-azaoxoaporfinoides (p. ejem. sampangina). Presentan el esqueleto de 7H-Nafto[1,2,3-ij][2,7]naftiridina.(g) azahomoaporfinas (p.ejem. la dragabina). Presenta la estructura de benzo[d]-1,3-dioxolo[4,5-g]pirido[4,3,2-jk][2]benzazepina

7H-dibenzo(de,h)quinolina

Indeno[1,2,3-ij]isoquinolina

Eupolauridina7H-Nafto[1,2,3-ij][2,7]naftiridina

Benzo[d]-1,3-dioxolo[4,5-g]pirido[4,3,2-jk][2]benzazepina

(h) aporfinoides oxidados (p. ejem. Andesina, chiloenina, santiagonamina).(i) tropoloisoquinolinas (p. ejm. imerubrina). El esqueleto base es la 10H-azuleno[1,2,3-ij]isoquinolina.(j) alcaloides tipo benzo[g]quinolina, por ejemplo la cleistofolina(k) alcaloides tipo lennoxamina (Esqueleto base: 5H-[1,3]dioxolo[4,5-h]isoindolo[1,2-b][3]benzazepina)(l) alcaloides tipo 5H-Indeno[1,2-b]piridina, por ejemplo la oniquina(m) compuestos en los cuales el heterociclo se ha abierto para dar derivados del fenantreno, como por ejemplo la taspina.(n) alcaloides que contienen anillos de lactamas de 5-miembros, como las aristolactamas (como la cefaranona A) y la piperolactama. Las cefaronas tienne como esqueleto el benzo[f]-1,3-benzodioxolo[6,5,4-cd]indol. El ácido aristolóquico es un derivado de N oxidación a grupo nitro.

Santiagonamina10H-azuleno[1,2,3-ij]isoquinolina

Benzo[g]quinolina

5H-Indeno[1,2-b]piridina

Benzo[f]-1,3-benzodioxolo[6,5,4-cd]indol

5H-[1,3]dioxolo[4,5-h]isoindolo[1,2-b][3]benzazepina

- Limalongina- Alcaloides morfinánicos: Estos alcaloides tienen como esqueleto base al morfinano. Se forman a partir del acoplamiento oxidativo de un precursor isoquinolínico hidroxilado. Algunos ejemplos de este grupo son la codeína, salutarina, morfina y oripavina.

- Alcaloides tipo hasubanano: Se forman de una manera similar a los morfinanos. Se aislaron de la planta Stephania japonica Hasubanonina.

- Alcaloides tipo 7H-dibenzo[d,f]azonina: Se aislaron de la planta Stephania japonica. Protostefanina.

Hasubanano 7H-dibenzo[d,f]azonina

Alcaloides benzo[c]fenantridínicos:

- Alcaloides protoberberínicos: Son alcaloides tetracíclicos que tienen como esqueleto base a la protoberberina. Ejemplos de estos alcaloides son anisociclina, palmatina, coripalmina, discretamina, berlambina, lambertina, coreximina, talifaurina, coptisina, escoulerina, estilopina,

cavidina, queilantifolina, corisolidina, coribulbina, coridalidzina, coridalina, coripalmina, corisamina, sinactina, capaurimina. Este grupo de alcaloides comprende:

(a) tetrahidroprotoberberinas, por ejemplo las tetrahidropalmatinas.(b) protoberberinas, como la berberina;(c) Derivados metilados en la posición 13 tal como la coridalina(d) secoberberinas, las cuales tienen un anillo escindido. Algunos ejemplos son la aobamina, la macrantalina y la macrantoridina.- Alcaloides tipo protopina Estos alcaloides tienen el esqueleto base bis[1,3]benzodioxolo[4,5-c:5',6'-g]azecina 18 Protopina, Coricavamina, Coricavidina.

bis[1,3]benzodioxolo[4,5-c:5',6'-g]azecina- Alcaloides tipo roeadina. El roeadano ([1,3]dioxolo[4,5-h][1,3]dioxolo[7,8]-1H-isocromeno[3,4-a][3]benzazepina) es el esqueleto base de estos alcaloides 19 roeadina, papaverrubinas.

[1,3]dioxolo[4,5-h][1,3]dioxolo[7,8]-1H-isocromeno[3,4-a][3]benzazepina- Alcaloides espirobencilisoquinolínicos: Tienen como esqueleto base la 1,2-dihidrospiro[2-H-indeno-2,1'-isoquinolina], por ejemplo la Lahorina.

1,2-dihidrospiro[2-H-indeno-2,1'-isoquinolina]- Alcaloides benzo[c]fenantridínicos20 : Pueden tener como esqueleto base a la [1,3]benzodioxolo[5,6-c]-1,3-dioxolo[4,5-i]fenantridina o a la bis[1,3]benzodioxolo[5,6-a:4',5'-g]-4H-quinolizina, tales como la Quelidonina, sanguinarina, coridamina, arnotianamida,corinolamina,arnotianamida, quelilutina, corinolina. Dímeros: Sanguidimerina

Bis[1,3]benzodioxolo[5,6-a:4',5'-g]-4H-quinolizina

[1,3]benzodioxolo[5,6-c]-1,3-dioxolo[4,5-i]fenantridina

- Alcaloides tipo narceína21 . Bicuculinina, Peshawarina, narceína.- Alcaloides ftalidoisoquinolínicos: α-Hidrastina.- Alcaloides fenetilisoquinolínicos- Alcaloides homoaporfínicos Tienen como esqueleto base a la benzo[6,7]ciclohept[1,2,3-ij]isoquinolina, p. ejem. kreysigina

Benzo[6,7]ciclohept[1,2,3-ij]isoquinolina

- Alcaloides tipo colchicina: Son aminas de derivados de benzo[a]heptaleno, tales como la colchicina, O-Metilandrocimbina, autumnalina- Alcaloides tipo homoeritrina: El homoeritrinano es un heterociclo con estructura base de [4,5-h]indolo[7a,1-a][2]benzazepina. Ejemplos de estos alcaloides son Schelhammeridina. Erimelantina, Erisopinoforina.

[4,5-h]indolo[7a,1-a][2]benzazepina- Dibenzocicloheptilaminas: Estos alcaloides han sido encontrados en plantas del género Colchicum y Androcymbium. Por ejemplo la jerusalemina y la salimina.- Alcaloides eritrinánicos β-Erytroidina, Erisotramidina. La cefalotaxina presenta una estructura 4H-ciclopenta[a][1,3]dioxolo[4,5-h]pirrolo[2,1-b][3]benzazepina. La harringtonina y la isoharringtonina.

Eritrinano

Alcaloides tipo aaptamina: La aaptamina y sus congéneres naturales son alcaloides marinos que contienen anillos de 4H-benzo[de][1,6]-naftiridina. Todas las aaptaminas han sido aisladas de Demospongiae (Porifera). Se podrían clasificar estos alcaloides en los siguientes grupos:

- Derivados de la aaptamina: por ejemplo la aaptamina y la isoaaptamina

- 1a,3,9-triazapirenos- 8H-5,8-diazabenzo[cd]azulenos: Por ejemplo aaptosina y aaptosamina.- Dímeros tipo dihouidina-Alcaloides espiguetidínicos: Espiguetidina, dragabina.- 'Alcaloides bisbencilisoquinolínicos: Se producen por acoplamientos de radicales libres y se conectan por medio de uno, dos o tres enlaces éter o bifenilo. Las unidades monoméricas son principalmente bencilisoquinolinas hidroxiladas o metoxiladas. Las aporfinas pueden contener componentes de aporfina. Este gran grupo de alcaloides se pueden dividir en cinco categorías, de acuerdo a la clasificación de Shamma:(a) Alcaloides que sólo presentan grupos arilo acoplados. De la corteza de Popowia pisocarpa se han aislado un grupo de 7 alcaloides que presentan enlaces entre C-11 y C-11'. Algunos ejemplos son la pisopowetina y la pisopowiaridina.

Pisopowina(b) Alcaloides que contienen sólo un enlace éter: Los enlaces éter comúnmente se encuentran en los carbonos C-11 y C-12', como la dauricina, C-11 y C-10', como en la vanuatina, entre C-10 y C-7' como la malekulatina y la ambrinina, C-11 y C-7', como en la neferina.

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Dauricina(c) Alcaloides que contienen un enlace con un aromático y uno o dos enlaces éter. Estos alcaloides están basados en el esqueleto de la rodiasina, por ejemplo la tiliacorina.

Rodiasina(d) Alcaloides que contienen 2 enlaces éter: El más grande subgrupo simple que contiene dos enlaces éter posee el esqueleto de berbamano, p. ejem. la berbamina. Otro grupo de alcaloides son los del tipo oxiacantano, como la oxiacantina, por ejemplo la oxiacantina, el cual se conecta en los carbonos C-8 y C-7' y entre C-12 y C-13'. Este grupo incluye el talicberano (C-8 a C-6' y C-11 a C-12'), talidasano (C-8 a C-5¢ y C-11 a C-12'), y talmano (C-7 a C-5' y C-11 to C-12'). Todos estos tipos contienen enlaces entre los anillos de bencilo y entre los anillos aromáticos del componente tetrahidroisoquinolínicos. El tubocurarano contiene enlaces éter entre el anillo de bencilo de una unidad y el anillo aromático del componente de isoquinolina de la otra unidad.

Berbamano Oxiacantano Talicberano Tubocurarano(e) Alcaloides con tres enlaces éter: Estos alcaloides incluyen a los grupos del 6',7-epoxioxiacantano (p. ejem.trilobina), 7,8'-epoxioxiacantano, y 8,12'-epoxitubocurarano.(f)Dímeros de bencilisoquinolina-aporfina: Tienen un sólo enlace éter. Un caso típico es la talicarpina.(g) Existen diversos oligómeros de isoquinolinas tales como la repandulina,auroramina (p. ejem. la pennsylpavina y la baluchistanamina) y otros alcaloides como la epiberbivaldina y la cancentrina.

Cancentrina Auroramina Repandulina

Alcaloides de Isopyrum: Son éteres de una THIQ y una aporfina, por ejemplo la Isopirutaldina, isopitaldina e isotalmidina, talifina e isotalifina.

- Alcaloides secobisbencilisoquinolínicos: Son aquellos en los cuales una de las unidades de bencilisoquinolina se rompe entre el carbono C-1 y el átomo de carbono α. Se pueden formar así lactamas de aldehídos (como la Punjabina), ésters lactámicos (gilgitina, talcamina) o aminoaldehídos (Jhelumina,chenabina). La karakoramina carece del fragmento de la lactama pero posee una función hidroximetilo en el carbono C'-aromático.

Karakoramina Punjabina Jhelimina

Dímeros aporfinoides, tales como la talifaberina, coyhaiquina y hernandalina. Roemeridina y Ourabaína.

Alcaloides tipo emetina: Estos alcaloides forman una unidad de tetrahidroisoquinolina a partir de un aldehído iridoide.El precursor de estos alcaloides es el ipecósido 22 La emetina es el alcaloide típico de este grupo.

[editar] Alcaloides mesembrenoides

Estos alcaloides son derivados de dos unidades de fenilalanina con pérdida de una de las cadenas laterales de etanamina. Este grupo de aproximadamente 20 alcaloides tiene tres tipos estructurales:

a) Tipo mesembrina: Tienen el esqueleto base de 3a-feniloctahidro-1H-indol.

b) Tipo joubertiamina: Se forman por la ruptura del anillo de indol, formando así una amina lineal.c) Tipo tortuosamina: La amina formada en los alcaloides tipo joubertamina vuelve a ciclar para formar una estructura tipo 6-fenil-5,6,7,8-tetrahidroquinolina.

[editar] Otros alcaloides

- Alcaloides fenantroindolizidínicos y fenantroquinolizidínicos: Tiloforina, Criptopleurina.- Alcaloides tipo lameralina' Lameralinas

[editar] Alcaloides norbeladínicos

La familia Amaryllidaceae produce un grupo de alcaloides cuyo precursor es la norbeladina, una amina formada por la reducción de la base de Schiff formada entre el aldehído protocatecuico y la tiramina. La norbeladina puede acoplar por radicales libres los dos anillos aromáticos que presenta. Así, pueden formarse distintas estructuras de acuerdo al patrón de acoplamiento de los anillos. 23 Norbeladina, criptostilina I, cherilina, y nivalidina, galantamina, hemantidina, tazetina, y pancracina. Montanina. Licorina, Licorenina. Narciclasina. Principalmente se tienen los esqueletos tipo:

a) Licorinab) Crininac) Galantamina

[editar] Anhidropéptidos pirazinodiónicos

Como cuando se forma cualquier anhidropéptido, se produce un anillo de pirazinadiona. Ejemplos de estos compuestos son la gliotoxina, picroroccelina, albonoursina, anhídrido fenilalanínico, ciclopenina, viridicatina, Piperafizina B, emeheterona.

Piperafizina B Picroroccelina B

[editar] Derivados del citocalasano

Las citocalasinas son alcaloides policétidos que consisten en una amida del extremo carboxílico del policétido con el grupo amino de la fenilalanina. Posteriormente este sistema condensa para formar una pirrolona y posteriormente se presenta una reacción de Diels Alder intramolecular.

[editar] Alcaloides de la ciclo-DOPA

La dihidroxifenialanina (DOPA) puede formar el 2,3-dihidroindol denominado cicloDOPA. Este compuesto puede formar indoles intermedios. Cuando este compuesto polimeriza, se cicla o se condensa con cisteína forma las eumelaninas y las feomelaninas.

[editar] Alcaloides de la seco-DOPA

Betalaínas .La base de estos pigmentos alcaloides es el ácido betalámico, el cual se forma por la escisión oxidativa de la DOPA. Cuando el ácido betalámico forma iminas con el

nitrógeno de los aminoácidos, se forman las betalaínas. Se clasifican en dos tipos: las betacianinas, que son sales de iminio de la cicloDOPA, y las betaxantinas, que son iminas con aminoácidos o aminas biógenas. Éstos metabolitos secundarios de las plantas nitrogenados actúan como pigmentos rojos y amarillos. Están presentes solamente en el taxón Caryophyllales excepto Caryophyllaceae y Molluginaceae (Clement et al. 199424 ). En contraste, la mayoría de las demás plantas poseen pigmentos que son antocianinas (que pertenecen al grupo de los flavonoides). Las betalaínas y las antocianinas son mutuamente excluyentes, por lo que cuando se encuentran betalaínas en una planta, estarán ausentes las antocianinas, y viceversa. Algunos hongos también presentan estos compuestos, llamados muscaaurinas. Cuando en lugar de formar un heterociclo de seis miembros (como el caso del ácido betalámico) se forma uno de siete, se denomina muscaflavina, y las iminas se denominan higroaurinas 25 .

[editar] Alcaloides derivados del antranilato

El ácido antranílico se forma por eliminación concertada con una adición de un nitrógeno de la glutamina del ácido corísmico. Este compuesto es el precursor de múltiples metabolitos secundarios, los cuales pueden ser clasificados en las siguientes categorías:

a) Protoalcaloides del antranilato. b) Alcaloides fenazínicos c) Policétidos mixtos con ácido antranílico d) Alcaloides quinazolínicos e) Alcaloides indólicos f) Alcaloides β-carbolínicos g) Alcaloides del ergot h) Anhidropéptidos del triptófano i) Dímeros del triptófano j) Derivados de la quinurenina k) Alcaloides quetoglobosánicos

Metabolitos del antranilato

[editar] Protoalcaloides del antranilato

Protoalcaloides del ácido antranílico: Damascenina Dímeros del ácido antranílico: Bleniona, lilacinona 2H-Benzo[c]pirano[2,3-h]cinolinas: Necatorina

[editar] Alcaloides fenazínicos

Alcaloides fenazínicos: piocianina, aeruginosinas.

Alcaloides 1,4-benzoxazin-3-ónicos: DIMBOA

[editar] Policétidos mixtos con ácido antranílico

Quinolonas y furo[2,3-b]quinolinas: equinopsina, dictamnina, platidesmina, flindersina, eskimianina, cusparina

Alcaloides acridínicos: xantevodina, 4-hidroxi-2-quinolona, melicopicina, acronicina, rutacridona.Acrimarina.

Alcaloides quindolínicos: Criptolepina 10H-Indolo[3,2-b]quinolina (Quindolina), criptospirolepina, criptolepinas, isocriptolepina, neocriptolepina, criptosanguinolentina, criptotackieina, hidroxicriptolepina, criptoheptina, biscriptolepina, criptomisrina y criptoquindolina.

Alcaloides carbazólicos: murrayafolinas, mukonina, koenolina, 3-metilcarbazol, clausinas, 1-hidroxi-3-metilcarbazol, ácido mukoeico, glicozolina, girinimbinol, furostifolina, clauszolinas, mahanimbinol, murrastifolinas, carbazomicina, koeniginaquinonas, Carbazomadurinas

[editar] Alcaloides quinazolínicos

Alcaloides quinazolínicos y pirrolo[2,1-b]quinazolinas: Vasicina, luotonina, febrifuguina, triptoquivalina.Macrorina.

Dictioquinazoles Alcaloides benzodiazepínicos: Ciclopenina, viridicatina.

[editar] Alcaloides indólicos

Alcaloides indólicos e isatínicos: Provienen del indol o el triptófano como las Auxinas, glucobrassinina, escatol, triptamina, serotonina, indol, indoxilo, isatina, camalexina, 5-(3’-metilbuten-2’-il)isatina, melosatinas, hipaforina, bufotenina, plakohipaforinas, bromoindoles, Indolmicina, Sinalexina, Mitomicinas, Petromindol, Brasilidinas, Dilemaonas, 5-MeO-DMT, ésteres del triptofol, 1-(2-metilbut-3-en-2-il)-1H-indol-3-carboxilato de metilo y el 1-(3,4-dihidroxi-2-metilbutan-2-il)-1H-indol-3-carboxilato de metilo 26 .

Alcaloides pirroloindólicos: Se forman por heterociclización de la triptamina para formar 1,8-dihidropirrolo[2,3-b]indoles tales como la Quimonantina, fisostigmina, flustraminas.

1,8-dihidropirrolo[2,3-b]indol

Necataronas

Necatarona

[editar] Alcaloides β-carbolínicos

β-carbolínas simples: Se forman por condensación con formaldehído, piruvato, acetaldehído, etc.

β--Carbolina, Harmano, eleagnina, harmina, harmalina, Pseudofrinaminas A, 5-Bromo-6-hidroxi-β-carbolina, pseudofrinaminol, perlolirina, borrerina, eudistominas, cantin-6-ona, infractinas, flazina, cantinonas.

Picrasidinas : Bis-β-carbolinas producidas por condensación de triptamina con adipaldehído.

Eudistominas : Grupo de alcaloides que condensan con cisteína aislados de tunicados:

Carbolinas fusionadas con antranilato: Evodiamina

β-Carbolina Harmina Eudistomina C Evodiamina

Alcaloides pirrolo[4,3,2-de]quinolínicos: Indoloquinonas con ciclización intramolecular de un enlace imino que forman estructuras de pirrolo[4,3,2-de]quinolina. Ejemplos: Makaluvaminas y micearrubinas 27 . Las sanguinonas tienen otros 2 anillos fusionados, al igual que las hetatopodinas

Pirrolo[4,3,2-de]quinolina,

estructura base de las makaluvaminasSanguinona A Hematopodina

Infractopicrinas : Alcaloides pentacíclicos aislados de Cortinarius infracta.

Infractopicrina:

Alcaloides indólicos de Nitraria: Se forman por la condensación de un anillo hidrolizado de piperideina proveniente de la lisina (Alcaloides β-carbolinmonopiperideínicos) o con dos unidades de piperideina (Alcaloides β-carbolindipiperideínicos). Ejemplos de estos alcaloides son la nazlinina, schobericina, komaroidina, las komavinas, nitrarina, nitramidina, nitraricina, nitrarizina, tangutorina, nitraraína, komarovina, komarovicina, komaroína, komarovidina, isokomarovina, nitramarina

Alcaloides estrictosidínicos: Estrictosidina

Alcaloides tipo camptotecina: Presentan anillos de (1H,4H,12H)-pirano[3',4':6,7]indolizino[1,2-b]quinolina como la Rubescina, camptotecina.

(1H,4H,12H)-pirano[3',4':6,7]indolizino[1,2-b]quinolina

Alcaloides indoloquinolizidínicos: Angustina, Deplancheína

AngustinaAlcaloide tipo Corynanthe: Geissosquizina, sitsirikina, Ocrolifuaninas, Usambarinas

Geissosquizina Ocrolifuanina A

Alcaloides tipo Ajmalicina: Ajmalicina, oxayohimbano, corinanteína

Corinano Oxayohimbano Ajmalicina

Alcaloides oxindólicos: Rincofilina, Formosanina

Alcaloides de Gelsemium: Gelsedina, gelsemina

Alcaloides yohimbinoides: Yohimbina, reserpina, Alstonilina,rescinamina.

Alcaloides tipo Akuammilina: Akuammilina, equitamina, eripina, aspidodasicarpina,alstofilina, narelina,

Akuamilano Macrolina

Alcaloides tipo sarpagina: Sarpagina, vobasina, gardneramina, ervatamina, ervitsina y koumina.Ervatamina, tabernaemontanina

Sarpagano Akuamidina Ervatamina

Alcaloides tipo ajmalano: Perakina, Raucaffrinolina, ajmalina

Alcaloides tipo pleiocarpamina: Pleiocarpamina

Alcaloides tipo cincona: Este grupo de alcaloides incluye el antimalárico quinina, y contienen un anillo de quinuclidina. Este grupo se clasifica en dos grupos:

Quinina, cinconamina (a) el grupo de la cinconamina, derivado de un precursor tipo corinantina por fisión de N-4 al enlace C-5, y por unión de N-4 a C-17, (b) el grupo de la quinina, el cual contiene un anillo de quinolina generado por la fusión de los enlaces 2,7 seguido de una fusión de N-1 a C-5 del cinconaminal.

Cinconamina Quinina

Alcaloides tipo estricnina: Se forman a partir de la akuammicina y sufren una posterior condensación aldólica con una unidad de acetil coenzima A. Algunos ejemplos son la Estricnidina, prekuamicina, brucina, estemadenina, estricnina.

Alcaloides condilofolánicos: Condilocarpina, goniomina

Alcaloides tipo goniomina: Goniomina

Alcaloides secodínicos: Secodina y andranginina.

Alcaloides ibogamínicos: Consiste en una serie de alcaloides que provienen de la fisión de la prekuamicina, en donde se forma la estemadenina y por reacción de Dielsa-Alder se forma un nuevo anillo de ibogamina.

Ejemplos de estos alcaloides son la Catarantina, coronaridina, tabernoxidina.

Ibogamina

Alcaloides aspidospermidínicos28 : El esqueleto de los alcaloides aspidospermidínicos se forma por ciclización de la deshidrosecodina, obtenida de un precursor de deshidrosecodina.

Los alcaloides de este grupo incluyen las siguientes variantes estructurales:

(a) alcaloides anilinoacrílicos, tales como la tabersonina, el cual contiene el grupo metoxicarbonilo en el carbono 16. Los dos sustituyentes de carbono en la posición 20 pueden ser un simple grupo etilo, o pueden estar funcionalizados.

Tabersonina

(b) alcaloides que carecen del grupo metoxicarbonilo del carbono 16, como en la aspidospermina. C-18 y C-19 pueden ser un grupo etilo o C-18, el cual puede estar funcionalizado.

(c) alcaloides que contienen un puente éter o lactona entre C-18 y C-21; (d) alcaloides que contienen un puente éter o lactona entre C-18 y C-15; (e) alcaloides que contienen un puente lactona entre C-18 y C-17, y un anillo de dihidro-1,4-oxazina entre N-1 y C-12, como en la obscurinervidina:

Obscurinervidina

(f) alcaloides que contienen un enlace adicional entre C-18 y C-2, como en la venalstonina;

Venalstonina

(g) alcaloides que contienen un enlace adicional entre C-19 y C-2, como en la vindolinina;

Vindolinina

(h) el grupo de la quebrachamina, la cual es derivada de la fisión del enlace 7,21. Estos alcaloides pueden haber perdido el grupo metoxicarbonilo del C-16 como en la quebrachamina o puede conservarse, como en la vincadina. Ejemplos de estos alcaloides son kopsiyunaninas.

(+)-Quebrachamina Vincadina

(i) Dímeros tales como la vinblastina, la vinorebina y la vincristina. (V. Alcaloides de la vinca) (j) alcaloides diversos formados por una gran variedad de procesos, p. ejem. aspidodispermina, banucina, vincatina, razinilama,tricofilina, meloscina, melonina, goniomitina

Alcaloides kopsánicos: Kopsina, Fruticosina

Alcaloides tipo lapidilectina y lundurina.

Lapidilectina B Lundurina B

Alcaloides tipo pandolina: Pandolina, Cleavamina, Pandina, Iboxifilina, Ibofilidina

Alcaloides piridocarbazólicos: Estos alcaloides se forman por la escisión de la estemadenina y por ciclización sobre el anillo de indol. Ejemplos de estos compuestos son la Olivacina, Elipticina, guatambuina, janetina

Alcaloides tipo uleína-dasicarpidano: Ngouniensina, vallesamina, uleína

Alcaloides de Eburna: Eburnamina, cuanzina, Equizozigina, Andrangina y Vallesamidina

El esqueleto de estos alcaloides se generan por transposición del sistema de aspidospermidina, por migración del carbono 21 desde el carbono 7 al carbono 2, fisión del enlace 2,16 y por unión de C-16 a N-1. Estos alcaloides se pueden clasificar en: (a) Vincamina y sus derivados, los cuales retienen el grupo metoxicarbonilo; (b) los alcaloides como la eburnamina y la eburnamenina, el cual tiene una pérdida del grupo éster en C-22; (c) algunos derivados en donde C-18 o C-19 son oxidados como la cuanzina; (d) El grupo de la esquizozigina, el cual contiene un enlace adicional entre C-2 y C-18; (e) Alcaloides relacionados andrangina y vallesamidina, en donde C-21 ha migrado a C-2.

Eburnamenina

[editar] Alcaloides del ergot y otros indolterpénicos

Alcaloides ergolínicos: Chanoclavinas, elimoclavina, ácido ciclopiazónico, ergocristina, ergometrina, ergoclavina, ácido clavicipítico, ácido lisérgico, ergina, agroclavina, ácido paspálico, elimoclavina, ergocornina.

Alcaloides tipo Lolitrem: Lolitrem

Ácido nodulispórico Lolicinas

Alcaloides indolo[2,3-a]carbazólicos:

Hapalindoles : Indoles prenilados aislados de Cyanophyta.

Hapalindol A

Alcaloides de Aristotelia: Aristotelina

Aristotelina

Alcaloides de Borreria: Borrecapina, borrelina, borreverina.

Borrecapina

[editar] Dímeros del triptófano

Alcaloides tipo Caulerpa: Caulerpina Alcaloides indoloflavonoides: Lotthanongina Alcaloides tipo estaurosporina Peroforamidinas

[editar] Alcaloides derivados de la quinurenina

Quinurenina, Ácido xanturénico, ácido quinurénico, Orellanina

Alcaloides fenoxazínicos: Cinabarina, ácido cinabarínico, tramesanguina, polistictina, fenoxazona, α-aminofenoxazona. Son alcaloides típicos del hongo Pycnoporus.

[editar] Anhidropéptidos del triptófano

Anhidropéptidos del triptófano, espirodesminas y almazolonas:espirodesminas, almazolonas, equinulina, brevianamidas, roquefortina, verruculógeno, oxalina, indolactamas, esporidesminas, aranotina.

Alcaloides tipo 4-fenil-[2,7]-naftiridina: Algunos ejemplos son las lofocladinas.

[editar] Alcaloides quetoglobosánicos

Quetoglobosanos y esqueletos relacionados: Alcaloides policétidos con una unidad de triptófano esterificada y modificada por una cicloadición de Diels-Alder. Incluye a las quetoglobosinas, proquetoglobosinas, isoquetoglobosinas, penocalasinas y citoglobosinas.

Alanditripinona , Alantrifenona, Alantripineno, Alantrileunona

[editar] Alcaloides derivados de la histidina

Alcaloides imidazólicos

- Alcaloides derivados de la histidina: Histamina, ácido urocánico, murexina, diftamida, ergotionina- Alcaloides del Jaborandi: Por ejemplo la pilocarpina, dolicotelina y pilosina

Alcaloides clatrodínicos

- Amidas tipo clatrodina

- 6,8-dihidropirimido[4,5-c]pirrolo[3,2-e]azepinas: Latonduinas- Alcaloides tipo agelaspongina y fakelina- Alcaloides tipo agelastatina- Dímeros de clatrodinas:

(a) Alcaloides tipo agelamida(b) Alcaloides tipo ageliferina

(c) Alcaloides tipo esceptrina(d) Alcaloides tipo estilisazol(e) Policiclos de la macrofakelina:: Por ejemplo la palauamina, la masadina, axinelamina y la estiloguanidina.

[editar] Alcaloides derivados de los aminoácidos ramificados

Pirroles: Ácido tenuazónico

Pirazinas: Ácido aspergílico, flavacol, ácido pulcherímico, ácido neoaspergílico

Biosíntesis propuesta para el ácido pulcherrímico

Estructura del ácido aspergílico

Sarcodoninas

[editar] Genalcaloides

Los genalcaloides -u óxidos aminados de alcaloide- son derivados por oxidación de los alcaloides que contienen el grupo R=(NO)-R, donde el nitrógeno tiene valencia V, en contraposición a los alcaloides normales, donde es trivalente (R=N-R). Su acción es la misma que la del alcaloide del cual provienen, pero es más pausada. Se nombran añadiendo el prefijo gen- al nombre del alcaloide. Algunos genoalcaloides se encuentran en la naturaleza, como la geneserina (derivado del alcaloide eserina (fisostigmina)) presente en el haba de Calabar, así como las sarcoviolinas y sarcodoninas.

[editar] Pseudoalcaloides

Los pseudoalcaloides son metabolitos secundarios que poseen un átomo de nitrógeno incorporado como amoniaco a una biomolécula tal como un terpeno, un policétido, un ácido graso o un derivado del ácido shikímico.

Alimento transgénicoDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a: navegación, búsqueda

Áreas con cultivos de OGM en 2005.Los cinco países que producen más del 95% de GMO :Otros países con GMOs comercializados Puntos naranja: sólo cultivos experimentales.

Los alimentos sometidos a ingeniería genética o alimentos transgénicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado genéticamente mediante ingeniería genética. Dicho de otra forma, es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir las características deseadas. En la actualidad tienen mayor presencia de alimentos procedentes de plantas transgénicas como el maíz, la cebada o la soja.

La ingeniería genética o tecnología del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa, posibilitando su extracción de un taxón biológico dado y su inclusión en otro, así como la modificación o eliminación de estos genes. En esto se diferencia de la mejora clásica, que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta, mediante cruces dirigidos.1 La primera estrategia, la de la ingeniería genética, se circunscribe en la disciplina denominada biotecnología vegetal. Cabe destacar que la inserción de grupos de genes y otros procesos pueden realizarse mediante técnicas de biotecnología vegetal que no son consideradas ingeniería genética, como puede ser la fusión de protoplastos.2

La mejora de las especies que serán usadas como alimento ha sido un motivo común en la historia de la Humanidad. Entre el 12.000 y 4.000 a. de C. ya se realizaba una mejora por selección artificial de plantas. Tras el descubrimiento de la reproducción sexual en vegetales, se realizó el primer cruzamiento intergenérico (es decir, entre especies de géneros distintos) en 1876. En 1909 se

efectuó la primera fusión de protoplastos, y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiación con rayos X de semillas. En 1983 se produjo la primera planta transgénica. En estas fechas, unos biotecnólogos logran aislar un gen e introducirlo en un genoma de la bacteria Escherichia coli ( E.Coli ). Tres años más tarde, en 1986, Monsanto, empresa multinacional dedicada a la biotecnología, crea la primera planta genéticamente modificada. Se trataba de una planta de tabaco a la que se añadió a su genoma un gen de resistencia para el antibiótico Kanamicina. Finalmente, en 1994 se aprueba la comercialización del primer alimento modificado genéticamente, los tomates Flavr Savr, creados por Calgene, una empresa biotecnóloga. A estos se les introdujo un gen antisentido con respecto al gen normal de la poligalacturonasa, enzima que induce a la maduración del tomate, de manera que este aguantaría más tiempo maduro y tendría una mayor resistencia. Pero pocos años después, en 1996, este producto tuvo que ser retirado del mercado de productos frescos al presentar consecuencias imprevistas como una piel blanda, un sabor extraño y cambios en su composición. Aun así, estos tomates se usan para la producción de tomates elaborados.3

En el año 2007, los cultivos de transgénicos se extienden en 114,3 millones de hectáreas de 23 países, de los cuales 12 son países en vías de desarrollo.4 En el año 2006 en Estados Unidos el 89% de plantaciones de soya (o soja) lo eran de variedades transgénicas, así como el 83% del algodón y el 61% del maíz.5

Índice

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1 Beneficios 2 Polémica

o 2.1 Transferencia horizontal o 2.2 Ingestión de "ADN foráneo" o 2.3 Alergenicidad y toxicidad

3 Propiedad intelectual 4 Véase también 5 Referencias 6 Enlaces externos

[editar] Beneficios

Ciruela transgénica.

Los caracteres introducidos mediante ingeniería genética en especies destinadas a la producción de alimentos comestibles buscan el incremento de la productividad (por ejemplo, mediante una

resistencia mejorada a las plagas) así como la introducción de características de calidad nuevas. Debido al mayor desarrollo de la manipulación genética en especies vegetales, todos los alimentos transgénicos corresponden a derivados de plantas. Por ejemplo, un carácter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas, puesto que de este modo es posible emplearlos afectando sólo a la flora ajena al cultivo. Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminación debido a estos productos en acuíferos y suelo,6 si bien es cierto que no se requeriría el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)7 si no se plantaran estas variedades, diseñadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos.6

Las plagas de insectos son uno de los elementos más devastadores en agricultura.8 Por esta razón, la introducción de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios órdenes de insectos ha sido un elemento común a muchas de las variedades patentadas. Las ventajas de este método suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades,9 lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios.10

Recientemente se están desarrollando los primeros transgénicos animales. El primero en ser aprobado para el consumo humano en Estados Unidos fue un salmón AquaBounty (2010), que era capaz de crecer en la mitad de tiempo y durante el invierno gracias al gen de la hormona de crecimiento de otra especie de salmón y al gen "anticongelante" de otra especie de pez.11

Ventajas e inconvenientes de los transgénicos.

Los posibles beneficios de los alimentos transgénicos son: • Alimentos más nutritivos • Alimentos más apetitosos • Mayor tiempo de conservación de frutas y verduras. • Plantas resistentes a la sequía y a las enfermedades, que requieren menos recursos ambientales (agua, fertilizante, etc.) • Disminución en el uso de pesticidas • Aumento en el suministro de alimentos a un costo reducido y con una mayor durabilidad antes de la venta • Crecimiento más rápido en plantas y animales • Alimentos con características más apetecibles, como las papas (patatas) que absorben menos grasa al freírlas • Alimentos medicinales que se podrían utilizar como vacunas u otros medicamentos

Los riesgos potenciales son, entre otros: • Plantas y animales modificados que pueden tener cambios genéticos inesperados y dañinos • Organismos modificados que se pueden cruzar con organismos naturales y los pueden superar, llevando a la extinción del organismo original u otros efectos ambientales impredecibles • Plantas que pueden ser menos resistentes a algunas plagas y más susceptibles a otras • Puede que los genes no desarrollen el carácter de la forma esperada.

Afecciones en la salud humana de los alimentos transgénicos. Existen informes de estudios que tratan de demostrar sus efectos nocivos ante el consumo de estos alimentos como parte de la alimentación humana: De acuerdo al Worldwatch Institute(1), las variedades de maíz Bt 176 fueron prohibidas desde su aparición en países europeos como Austria, Italia y Luxemburgo por los riesgos que representan a la salud humana por tener un gen marcador con resistencia a la ampicilina. A su vez existen estudios que demuestran que en estos alimentos producen proteínas que pueden ser alergénicas(2) Referencias:

• Sudak N, Harvie J. Integrative strategies for planetary health. In: Rakel D, ed. Integrative Medicine. 2nd ed. Philadelphia, Pa: Saunders Elsevier;2007:chap 105. • Committee on Identifying and Assessing Unintended Effects of Genetically Engineered Foods on Human Health, National Research Council. Safety of genetically engineered foods: Approaches to assessing unintended health effects. National Academies Press. 2004. • Key S, Ma JK, Drake PM. Genetically modified plants and human health. J R Soc Med. 2008;101(6):290-298. • Worldwatch Institute. “La Situación

del Mundo 2005”. Capítulo 3. Editorial Icaria. Feb. 2005. • Third Party Submission by Norway to the EU document “Measures Affecting the Approval and Marketing of Biotech Products (DS291, DS292,DS293)”. 2004.

[editar] Polémica

Protesta de organizaciones agrarias españolas en contra de los transgénicos en la agricultura ecológica (Puerta del Sol de Madrid, 30 de agosto de 2008).

En varios países del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos genéticamente modificados, formados principalmente por ecologistas, asociaciones de derechos del consumidor, algunos científicos y políticos, los cuales exigen el etiquetaje de estos, por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria, impactos ambientales, cambios culturales y dependencias económicas. Llaman a evitar este tipo de alimentos, cuya producción involucraría daños a la salud, ambientales, económicos, sociales y problemas legales y éticos por concepto de patentes.12 13 14 De este modo, surge la polémica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso. Es decir: el impacto beneficioso en cuanto a economía,9 estado medioambiental del ecosistema aledaño al cultivo6 y en la salud del agricultor ha sido descrito,10 pero las dudas respecto a la posible aparición de alergias,15 cambios en el perfil nutricional, dilución del acervo genético y difusión de resistencias a antibióticos también.

Por otro lado, la práctica de modificar genéticamente las especies para uso del hombre, acompaña a la humanidad desde sus orígenes (ver domesticación), por lo que los sectores a favor de la biotecnología esgrimen estudios científicos para sustentar sus posturas, y acusan a los sectores anti-transgénicos de ocultar o ignorar hechos frente al público.16

Por su parte, los científicos resaltan que el peligro para la salud se ha estudiado pormenorizadamente en todos y cada uno de este tipo de productos que hasta la fecha han obtenido el permiso de comercialización y que sin duda, son los que han pasado por un mayor número de controles.

La Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO por sus siglas en inglés) por su parte indica con respecto a los transgénicos cuya finalidad es la alimentación:17

Hasta la fecha, los países en los que se han introducido cultivos transgénicos en los campos no han observado daños notables para la salud o el medio ambiente. Además, los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos tóxicos, reduciendo así la contaminación de los suministros de agua y los daños sobre la salud de los trabajadores, permitiendo también la vuelta a los campos de los insectos benéficos. Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas técnicas de ingeniería genética.

Sin embargo, que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder. Los científicos piden una prudente valoración caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusión, para afrontar las preocupaciones legítimas de seguridad.| Resumen de las Conclusiones

La Organización Mundial de la Salud dice al respecto:

Los diferentes organismos OGM (organismo genéticamente modificados) incluyen genes diferentes insertados en formas diferentes. Esto significa que cada alimento GM (genéticamente modificado) y su inocuidad deben ser evaluados individualmente, y que no es posible hacer afirmaciones generales sobre la inocuidad de todos los alimentos GM. Los alimentos GM actualmente disponibles en el mercado internacional han pasado las evaluaciones de riesgo y no es probable que presenten riesgos para la salud humana. Además, no se han demostrado efectos sobre la salud humana como resultado del consumo de dichos alimentos por la población general en los países donde fueron aprobados. El uso continuo de evaluaciones de riesgo según los principios del Codex y, donde corresponda, incluyendo el monitoreo post comercialización, debe formar la base para evaluar la inocuidad de los alimentos GM.18

[editar] Transferencia horizontal

Se ha postulado el papel de los alimentos transgénicos en la difusión de la resistencia a antibióticos, pues la inserción de ADN foráneo en las variedades transgénicas puede hacerse (y en la mayoría de los casos se hace) mediante la inserción de marcadores de resistencia a antibióticos.19 No obstante, se han desarrollado alternativas para no emplear este tipo de genes o para eliminarlos de forma limpia de la variedad final20 y, desde 1998, la FDA exige que la industria genere este tipo de plantas sin marcadores en el producto final.21 La preocupación por tanto es la posible transferencia horizontal de estos genes de resistencia a otras especies, como bacterias de la microbiota del suelo (rizosfera) o de la microbiota intestinal de mamíferos (como los humanos). Teóricamente, este proceso podría llevarse a cabo por transducción, conjugación y transformación, si bien esta última (mediada por ADN libre en el medio) parece el fenómeno más probable. Se ha postulado, por tanto, que el empleo de transgénicos podría dar lugar a la aparición de resistencias a bacterias patógenas de relevancia clínica.22

Sin embargo, existen multitud de elementos que limitan la transferencia de ADN del producto transgénico a otros organismos. El simple procesado de los alimentos previo al consumo degrada el ADN.23 24 Además, en el caso particular de la transferencia de marcadores de resistencia a antibióticos, las bacterias del medio ambiente poseen enzimas de restricción que degradan el ADN que podría transformarlas (este es un mecanismo que emplean para mantener su estabilidad genética).25 Más aún, en el caso de que el ADN pudiera introducirse sin haber sido degradado en los pasos de procesado de alimentos y durante la propia digestión, debería recombinarse de forma definitiva en su propio material genético, lo que, para un fragmento lineal de ADN procedente de una planta requiriría una homología de secuencia muy alta, o bien la formación de un replicón independiente.3 No obstante, se ha citado la penetración de ADN intacto en el torrente sanguíneo de ratones que habían ingerido un tipo de ADN denominado M13 ADN que puede estar en las construcciones de transgénicas, e incluso su paso a través de la barrera placentaria a la descendencia.26 En cuanto a la degradación gastrointestinal, se ha demostrado que el gen epsps de soya transgénica sigue intacto en el intestino.27 Por tanto, puesto que se ha determinado la presencia de algunos tipos de ADN transgénico en el intestino de mamíferos, debe tenerse en cuenta la posibilidad de una integración en el genoma de la microbiota intestinal (es decir, de las bacterias que se encuentran en el intestino de forma natural sin ser patógenas), si bien este evento requeriría de la existencia de una secuencia muy parecida en el propio ADN de las bacterias expuestas al ADN foráneo.3 La FDA estadounidense, autoridad competente en salud pública y alimentación, declaró que existe una posibilidad potencial de que esta transferencia tenga lugar a las células del epitelio gastrointestinal. Por tanto, ahora se exige la eliminación de marcadores de selección a

antibióticos de las plantas transgénicas antes de su comercialización, lo que incrementa el coste de desarrollo pero elimina el riesgo de integración de ADN problemático.21

[editar] Ingestión de "ADN foráneo"

Un aspecto que origina polémica es el empleo de ADN de una especie distinta a la del organismo transgénico; por ejemplo, que en maíz se incorpore un gen propio de una bacteria del suelo, y que este maíz esté destinado al consumo humano. No obstante, la incorporación de ADN de organismos bacterianos e incluso de virus sucede de forma constante en cualquier proceso de alimentación. De hecho, los procesos de preparación de alimento suelen fragmentar las moléculas de ADN de tal forma que el producto ingerido carece ya de secuencias codificantes (es decir, con genes completos capaces de codificar información.24 Más aún, debido a que el ADN ingerido es desde un punto de vista químico igual ya provenga de una especie u otra, la especie del que proviene no tiene ninguna influencia.28

La transformación de plántulas de cultivo in vitro suele realizarse con un cultivo de Agrobacterium tumefaciens en placas Petri con un medio de cultivo suplementado con antibióticos.

Esta preocupación se ha extendido en cuanto a los marcadores de resistencia a antibióticos que se cita en la sección anterior pero también respecto a la secuencia promotora de la transcripción que se sitúa en buena parte de las construcciones de ADN que se introducen en las plantas de interés alimentario, denominado promotor 35S y que procede del cauliflower mosaic virus (virus del mosaico de la coliflor). Puesto que este promotor produce expresión constitutiva (es decir, continua y en toda la planta) en varias especies, se sugirió su posible transferencia horizontal entre especies, así como su recombinación en plantas e incluso en virus, postulándose un posible papel en la generación de nuevas cepas virales.29 No obstante, el propio genoma humano contiene en su secuencia multitud de repeticiones de ADN que proceden de retrovirus (un tipo de virus) y que, por definición, es ADN foráneo sin que haya resultado fatal en la evolución de la especie; estas repeticiones se calculan en unas 98.00030 o, según otras fuentes, en 400.000.31 Dado que, además, estas secuencias no tienen por qué ser adaptativas, es común que posean una tasa de mutación alta y que, en el transcurso de las generaciones, pierdan su función. Finalmente, puesto que el virus del mosaico de la coliflor está presente en el 10% de nabos y coliflores no transgénicos, el ser humano ha consumido su promotor desde hace años sin efectos deletéreos.32

[editar] Alergenicidad y toxicidad

Se ha discutido el posible efecto como alérgenos de los derivados de alimentos transformados genéticamente; incluso, se ha sugerido su toxicidad. El concepto subyacente en ambos casos difiere: en el primero, una sustancia inocua podría dar lugar a la aparición de reacciones alérgicas en algunos individuos susceptibles, mientras que en el segundo su efecto deletéreo sería generalizado. Un estudio de gran repercusión al respecto fue publicado por Exwen y Pustzai en 1999. En él se

indicaba que el intestino de ratas alimentadas con patatas genéticamente modificadas (expresando una aglutinina de Galanthus nivalis, que es una lectina) resultaba dañado severamente.33 No obstante, este estudio fue severamente criticado por varios investigadores por fallos en el diseño experimental y en el manejo de los datos. Por ejemplo, se incluyeron pocos animales en cada grupo experimental (lo que da lugar a una gran incertidumbre estadística), ni se analizó la composición química con precisión de las distintas variedades de patata empleadas, ni se incluyeron controles en los experimentos y finalmente, el análisis estadístico de los resultados era incorrecto.34 Estas críticas fueron rápidas: la comunidad científica respondió el mismo año recalcando las falencias del artículo; además, también se censuró a los autores la búsqueda de celebridad y la publicidad en medios periodísticos.34

En cuanto a la evaluación toxicológica de los alimentos transgénicos, los resultados obtenidos por los científicos son contradictorios. Uno de los objetivos de estos trabajos es comprobar la pauta de función hepática, pues en este órgano se produce la detoxificación de sustancias en el organismo. Un estudio en ratón alimentado con soya resistente a glifosato encontró diferencias en la actividad celular de los hepatocitos, sugiriendo una modificación de la actividad metabólica al consumir transgénicos.35 Estos estudios basados en ratones y soya fueron ratificados en cuanto a actividad pancreática 36 y testículo.37 No obstante, otros científicos critican estos hallazgos debido a que no tuvieron en cuenta el método de cultivo, recolección y composición nutricional de la soya empleada; por ejemplo, la lína empleada era genéticamente bastante estable y fue cultivada en las mismas condiciones en el estudio de hepatocitos y páncreas, por lo que un elemento externo distinto al gen de resistencia a glifosato podría haber provocado su comportamiento al ser ingerido. Más aún, el contenido en isoflavonas de la variedad transgénica puede explicar parte de las modificaciones descritas en el intestino de la rata, y este elemento no se tuvo en cuenta puesto que ni se midió en el control ni en la variedad transgénica.38 Otros estudios independientes directamente no encontraron efecto alguno en el desarrollo testicular de ratones alimentados con soya resistente a glifosato39 o maíz Bt.40

[editar] Propiedad intelectual

Un argumento frecuentemente esgrimido en contra de los alimentos transgénicos es el relacionado con la gestión de los derechos de propiedad intelectual y/o patentes, que obligan al pago de regalías por parte del agricultor al mejorador. Además, se alude al uso de estrategias moleculares que impiden la reutilización del tomate, es decir, el empleo de parte de la cosecha para cultivar en años sucesivos. Un ejemplo conocido de este último aspecto es la tecnología Terminator, englobado en las técnicas de restricción de uso (GURT), desarrollada por el Departamento de Agricultura de EE.UU. y la Delta and Pine Company en la década de 1990 y que aún no ha sido incorporada a cultivares comerciales, y por supuesto no está autorizada su venta. La restricción patentada opera mediante la inhibición de la germinación de las semillas, por ejemplo.41 Cabe destacar que el uso del vigor híbrido, una de las estrategias más frecuentes en mejora vegetal, en las variedades no tradicionales pero no transgénicas también imposibilita la reutilización de semillas. Este procedimiento se basa en el cruce de dos líneas puras que actúan como parentales, dando lugar a una progenie con un genotipo mixto que posee ventajas en cuanto a calidad y rendimiento. Debido a que la progenie es heterocigota para algunos genes, si se cruza consigo misma da lugar a una segunda generación muy variable por simple mendelismo, lo que resulta inadecuado para la producción agrícola.19

En cuanto a la posibilidad de patentar las plantas transgénicas, éstas pueden no someterse a una patente propiamente dicha, sino a unos derechos del obtentor, gestionados por la Unión Internacional para la Protección de Nuevas Variedades de Plantas. Brasil, España, Bolivia o Chile se encuentran en esa unión, siendo un total de 66 en diciembre de 2008 (entre los países no participantes destaca EE. UU.).42 Para la UPOV en su revisión de 1991, la ingeniería genética es

una herramienta de introducción de variación genética en las variedades vegetales.43 Bajo esta perspectiva, las plantas transgénicas son protegidas de forma equivalente a la de las variedades generadas por procedimientos convencionales; este hecho necesariamente exige la posibilidad de emplear variedades protegidas para agricultura de subsistencia e investigación científica. La UPOV también se pronunció en 2003 sobre las tecnologías de restricción de uso como la Terminator mencionada anteriormente: de acuerdo a la existencia de un marco legal de protección de las nuevas variedades, se indica que la aplicación de estas tecnologías no es necesaria44

[editar] Véase también

Biotecnología Organismo modificado genéticamente Alimentos orgánicos Seguridad alimentaria

[editar] Referencias

1. ↑ Watson, J, D.; Baker, T. A.; Bell, S. P.; Gann, A.; Levine, M. et Losick, R (2004). Molecular Biology of the Gene (Fifth edition edición). San Francisco. ISBN 0-321-22368-3.

2. ↑ Taiz, Lincoln; Zeiger, Eduardo (2006). Plant Physiology (4ª edición edición). Sunderland, USA: Sinauer Associates, Inc.. ISBN 978-0-87893-856-8.

3. ↑ a b c «Facts and fiction of genetically engineered food», Trends in Biotechnology, 2009, http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167779909000511, consultado el 6 de mayo de 2009

4. ↑ Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops, 2007, 2007, http://www.biotec.or.th/biosafety/download/Executive%20Summary%20Thai.pdf, consultado el 6 de mayo de 2009