Кіріспе

Лимоноидтар тобына жататын азадирахтин – ним тұқымдарында кездесетін екіншілік метаболит. Бұл жоғары тотыққан тетранортритерпеноид, көптеген оттегі бар функционалдық топтарға ие, соның ішінде энол эфирі, ацеталь, гемиацеталь, төрт есе алмастырылған эпоксид және әртүрлі карбоксилді эфирлер бар.

Химиялық синтез

Азадирахтиннің күрделі молекулалық құрылымы бар; оның молекулалық құрылымында екінші және үшінші гидроксил тобы, сондай-ақ тетрагидрофуран эфирі бар, ал 16 стереогендік орталыққа ие, олардың 7-сі төрттен бірге алмастырылған. Осы ерекшеліктер синтетикалық органикалық химия әдістерін қолданып, қарапайым заттардан осы қосылысты дайындауға тырысқанда туындайтын қиындықтарды түсіндіреді. Сондықтан, қосылыс ашылғаннан кейін 22 жылдан астам соң, алғашқы толық синтез жарияланды: бұл алғашқы синтезді 2007 жылы Кембридж университетінің Стивен Лей зерттеу тобы аяқтады. Сипатталған синтез ретрансляциялық тәсілді қолданды, онда қажетті, жоғары функционалды декалин аралық қосылысы шағын көлемде толық синтез арқылы жасалды, бірақ синтезді аяқтау үшін қажетті граммдық көлемдегі операциялар үшін табиғи өнімнен алынды.

Пайдалануы және қолданылуы

Бастапқыда шөл жәндігіне (Schistocerca gregaria) жемді тежеуші ретінде активті екені анықталды, қазір ол 200-ден астам жәндік түріне әсер ететіні белгілі, негізінен жем жеуден тоқтатушы және өсуді бұзушы ретінде әрекет етеді. Жақында азадирахтин африкалық мақта жапырақты құртқа (Spodoptera littoralis) қатысты айтарлықтай уытты екені анықталды, олар Bacillus thuringiensis, кеңінен қолданылатын биологиялық пестицидке төзімді. Азадирахтин жақсы инсектицидтің көптеген критерийлеріне сай келеді. Азадирахтин биоразлаган (жарық пен суға 100 сағат ішінде ыдырайды) және сүтқоректілерге өте төменгі уыттылық көрсетеді (ешкілердегі дозасы > 3,540 мг/кг, оны іс жүзінде усыз етеді). Бұл қосылыс ним ағашының (Azadirachta indica) тұқымдарында 0,2-ден 0,8 пайызға дейін салмақ бойынша кездеседі (сондықтан префиксі aza аза қосылысын білдірмейді, бірақ ғылыми түр атауын білдіреді). Азадирахтинмен байланысты көптеген қосылыстар ним ағашының тұқымдарында, жапырақтарында және қабығында да бар, олар әртүрлі зиянкес жәндіктер арасында күшті биологиялық белсенділікті көрсетеді. Бұл препараттардың пайдалы буынтық аяқтыларға әсері, әдетте, минималды деп есептеледі. Кейбір зертханалық және далалық зерттеулер ним экстракттарының биологиялық бақылаумен үйлесімді екенін көрсетті. Таза ним майы азадирахтиннен басқа инсектицидтік және фунгицидтік қосылыстарды қамтитындықтан, пестицид ретінде қолданылғанда әдетте сумен араластырылады. Азадирахтин TreeAzin, AzaMax, BioNEEM, AzaGuard, AzaSol, Terramera Proof және Terramera Cirkil сияқты көптеген пестицидтердің белсенді компоненті болып табылады. Азадирахтин Beauveria биобақылау агентімен синергиялық әсер етеді. Нимбецидин – негізінен азадирахтин және басқа лимоноидтардан тұратын табиғи өнім инсектицидтерінің қоспасы.

Әрекет ету механизмі

Азадирахтин жәндіктердің көптеген физиологиялық процестеріне кедерес келтіреді. Бұл зат жәндіктердің өсуін реттегіш ретінде әрекет етеді. Ол экдистероидтардың (негізінен 20E) және жас гормонның әсерін тежеп, корпус кардиак кешенінен проторацикотроптық гормонның (PTTH) және аллатотропиндердің бөлінуін азайтады. Бұл нейроэндокриндік бұзылу куколизацияны (құрттануды) баяулатады. Сонымен қатар, басқа нейроэндокринді бездердің де нашарлауына себеп болады. Бұл зат кейбір жәндіктерде көбею функцияларын бұзып, тіпті төл тумауға алып келеді. Бұл 20E және жас гормонға байланысты жоғарыда аталған нейроэндокриндік бұзылудың салдары. Сонымен қатар, сарыуыздық белок және вителлогенин синтезіне де әсер етуі мүмкін. Бұл зат жұптасу мүмкіндігін де төмендетеді. Ол сонымен қатар тамақтануға қарсы әсер етеді, нәтижесінде жәндіктер тамақтан бас тартады. Ол иіс сезу қабілетін бұзады, сондықтан кейбір жәндіктер азадирахтин қосылған тағамды жеуден гөрі аштан өлгенді жөн көреді. Егер жәндік бұл затты жұтса, ол ас қорыту ферменттерін тежейді және дофаминергиялық нейрондарды белсендіріп, жағымсыз дәмді есте сақтауға себеп болуы мүмкін. Азадирахтиннің жасушалық және молекулалық мақсаттарының кең тізімі бар. Ол p53 экспрессиясын арттырады, Hsp60-қа байланысу арқылы ақуыз синтезін бұзады және көптеген басқа жолдардың экспрессиясын өзгертеді.

Биосинтез

Азадирахтин күрделі биосинтез жолы арқылы түзіледі, бірақ стероидтық тирукалол ним тритерпеноидты екіншілік метаболиттердің прекурсоры деп саналады. Тирукалол фарнезил дифосфатының (ФДФ) екі бірлігінен С30 тритерпенін құру үшін пайда болады, бірақ содан кейін үш метил тобын жоғалтып, С27 стероидіне айналады. Тирукалол аллильді изомерленуге ұшырап, бутироспермолға айналады, содан кейін ол тотыққанда кетеді. Тотыққан бутироспермол Вагнер-Мервейн 1,2 метил ауысуы арқылы қайта құрылымдалып, апотирукалол түзеді. Апотирукалол тізбектегі төрт терминалды көміртегісі бөлінгенде тетранортритерпеноидқа айналады. Тізбекте қалған көміртегілер циклдесіп фуран сақинасын құрайды және молекула одан әрі тотығып, азадирон мен азадирадионға айналады. Содан кейін үшінші сақина ашылып, тотығып, нимбин, нимбидинин және саланнин сияқты C сек-лимоноидтары пайда болады, олар L-изолейцинден алынған тиглин қышқылының молекуласымен этерификацияланады. Қазіргі уақытта мақсатты молекулаға азадиронды биосинтетикалық түрде саланнинге айналдыру арқылы жету ұсынылады, содан кейін ол азадирахтинге жету үшін күшті тотығып, циклдендіріледі.