Metaboliti primari
I metaboliti primari sono coinvolti nella normale crescita, sviluppo e riproduzione o nella funzione primaria della cellula. I metaboliti primari, che comprendono, tra gli altri, carboidrati, amminoacidi, proteine, vitamine, etanolo, acetone, acidi organici sono prodotti dai microbi durante il metabolismo energetico e sono considerati componenti vitali per una corretta crescita microbica.
Nelle piante i metaboliti primari, detti anche metaboliti centrali, sono coinvolti nella crescita e nello sviluppo, nella respirazione e nella fotosintesi, nonché nella sintesi di ormoni e proteine e sono coinvolti anche nella produzione di energia, compresi gli enzimi respiratori e fotosintetici.
I metaboliti primari sono anche i componenti principali delle strutture cellulari di base, come i fosfolipidi per le membrane cellulari, il peptidoglicano, polimero costituito da zuccheri e amminoacidi e la chitina, polisaccaride lineare presente nella matrice extracellulare di una varietà di invertebrati tra cui spugne, molluschi, nematodi, artropodi e funghi, per le pareti cellulari e le proteine per i citoscheletri.
I metaboliti primari si differenziano dai metaboliti secondari, anche chiamati metaboliti specializzati, perché questi ultimi sono i composti organici prodotti da vari organismi e non sono direttamente coinvolti nella crescita, nello sviluppo o nella riproduzione dell’organismo
Formazione dei metaboliti primari
I metaboliti primari sono prodotti microbici che si formano durante la fase esponenziale della crescita la cui sintesi è parte integrante del normale processo di crescita. Includono prodotti intermedi e finali del metabolismo anabolico che comprende l’insieme dei processi di sintesi o bioformazione delle molecole organiche più complesse da quelle più semplici o dalle sostanze nutritive che vengono utilizzati dalla cellula come elementi costitutivi per macromolecole essenziali come amminoacidi e nucleotidi o vengono convertiti in coenzimi come, ad esempio, le vitamine.
![acido citrico acido citrico](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2014/09/acido-citrico-1.jpg)
Altri metaboliti primari come, ad esempio, acido citrico, acido acetico ed etanolo derivano dal metabolismo catabolico, processo metabolico che dà luogo alla formazione di sostanze strutturalmente più semplici e povere di energia non vengono utilizzati per ottenere costituenti cellulari. Tuttavia la loro produzione, correlata alla produzione di energia e all’utilizzo del substrato, è essenziale per la crescita.
I metaboliti primari più importanti sono gli amminoacidi, i nucleotidi, le vitamine, i solventi e gli acidi organici che sono prodotti da una vasta gamma di batteri e funghi e hanno numerosi usi nell’industria alimentare e chimica. Molti di essi sono prodotti mediante fermentazione microbica piuttosto che mediante sintesi chimica perché le fermentazioni sono economicamente competitive e producono forme isomeriche biologicamente utili.
Caso studio: il melograno
Negli ultimi anni il melograno, albero da frutto coltivato in molte parti del mondo ha destato l’interesse della comunità scientifica per la sua biologia e le sue proprietà benefiche per la salute per il suo elevato contenuto di polifenoli e per la sua attività antiossidante
La maggior parte degli effetti terapeutici del frutto del melograno sono stati attribuiti ai suoi metaboliti primari e secondari, come i polifenoli, inclusi flavonoidi, antociani e tannini idrolizzabili, acidi grassi e lipidi.
![melograno melograno](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2024/06/melograno-1-300x201.jpg)
Questi metaboliti sono stati trovati in tutte le parti del frutto. In particolare nella buccia sono presenti ellagitanni, flavonoidi e antociani, nei semi gli acidi grassi e i lipidi e nelle pareti membranose principalmente ellagitannini. Negli arilli, parti esterne al seme che crescono insieme a questo, vi sono ellagitanni, flavonoidi e antociani.
Gli studi condotti sui metaboliti primari sono relativi al contenuto e alla composizione di zuccheri, acidi organici, proteine, amminoacidi e lipidi. Tra i metaboliti primari presenti nel melograno vi sono gli zuccheri e, in particolare, glucosio e fruttosio che presenti nel frutto.
Tra i metaboliti primari l’acido citrico è generalmente l’acido organico predominante nel succo dell’arillo di melograno dove si trovano, sebbene in minori quantità, l’acido malico, l’acido ossalico, l’acido succinico, l’acido tartarico e l’acido ascorbico.
![acido ascorbico acido ascorbico](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2015/07/acido-ascorbico-1.png)
Gli amminoacidi sono metaboliti primari che hanno un ruolo importante nella biosintesi proteica e nella sintesi dei metaboliti secondari e inoltre funzionano come precursori o intermedi nei percorsi biosintetici come la produzione di molecole colorate e sostanze volatili nei frutti, il rilascio di energia attraverso la degradazione, processi di segnalazione nella regolazione del metabolismo vegetale e nella risposta allo stress delle piante.
Tra i metaboliti primari vi sono i lipidi presenti soprattutto nei semi. Queste molecole idrofobe di varia natura sono, nella fattispecie, acidi grassi, cere, steroli, vitamine liposolubili, fosfolipidi, mono-, di- e trigliceridi. I lipidi primari e secondari hanno diverse funzioni negli organismi viventi, tra cui immagazzinamento di energia, segnalazione cellulare, nutrizione, ormoni, trasporto e componenti strutturali delle membrane cellulari.