Azadiractina

A azadiractina é un composto químico que pertence ao grupo limonoide, que é un metabolito secundario presente nas sementes da árbore do nim. É un tetranortriterpenoide moi oxidado que ten multitude de grupos funcionais que levan oxíxeno, incluíndo o enol éter, acetal, hemiacetal, epóxido tetrasubstituído e diversos grupos éster carboxílico. Síntese química
A azadiractina ten unha estrutura molecular complexa; presenta tanto grupos hidroxilo secundarios coma terciarios e un éter tetrahidrofurano na súa estrutura molecular, xunto con 16 centros esteroxénicos, 7 dos cales son tetrasubstituídos. Estas características explica a gran dificultade que se encontrou cando se tratou de preparar este composto a partir de precursores simples, usando métodos de química orgánica sintética.
Por tanto, a primeira síntese total publicouse hai uns 22 anos despois do descubrimento do composto: esta primeira síntese completouse polo grupo de investigación de Steven Ley na Universidade de Cambridge en 2007. A síntese descrita foi unha síntese relay, co intermediario requirido decalina fortemente funcionalizado feito por síntese total a pequena escala, pero derivase do propio produto natural para as operacións a grande escala necesarias para a síntese completa. Distribución e uso
Inicialmente sabíase que era acivo como inhibidor da alimentación da lagosta do deserto Schistocerca gregaria, e sábese que afecta a unhas 200 especies de insectos, actuando principalmente como antialimentador (disuade a alimentación de insectos herbívoros) e alterador do cecemento. Atopouse recentemente que a azadiractina posúe unha considerable toxicidade para o lepidóptero do algodón Spodoptera littoralis, que é resistente a un pesticida biolóxico comunmente usado, o Bacillus thuringiensis. A azadiractina cumpre moitos dos criterios necesarios para ser un bo insecticida. A azadiractina é biodegradable (degrádase en 100 horas cando se expón á luz e a auga) e mostra unha moi baixa toxicidade para os mamíferos (a LD50 en ratas é > 3. 540 mg/kg o que a fai practicamente non tóxica).
Este composto encóntrase nas sementes (0, 2 a 0, 8 % do peso) da árbore do nim, Azadirachta indica (aquí o prefixo aza non implica que sexa un composto do nitróxeno, senón que se refire ao nome científico da planta). Nestas sementes hai moitos máis compostos relacionados coa azadiractina, e tamén nas follas e codia da árbore do nim que tamén mostran fortes actividades biolóxicas sobre varios insectos que son pragas para a agricultura. Os efectos destas preparacións sobre artrópodos beneficiosos considéranse xeralmente mínimos. [Cómpre referencia] Algúns estudos de laboratorio e de campo atoparon que os extractos do nim eran compatibles co control biolóxico. Como o aceite de nim puro contén outros compostos insecticidas e funxicidas ademais da azadiractina, xeralmente mestúrase nunha proporción de 7, 8 mL/L de auga cando se usa como pesticida.
A azadiractina é o ingrediente activo en moitos pesticidas incluíndo o TreeAzin, AzaMax, BioNEEM, AzaGuard, e AzaSol, Terramera Proof e Terramera Cirkil.
A azadiractina te un efecto sinérxico co axente de biocontrol Beauveria.
A nimbecidina é un produto natural insecticida de mestura que está composto principalmente de azadiractina, xunto con algúns outros limonoides. Mecanismo de acción
A azadiractina interfire cunha ampla variedade de vías metabólicas dos insectos. A substancia actúa como un regulador do crecemento dos insectos. Antagoniza tanto as actividades de ecdisteroide (principalmente 20E) coma da hormona xuvenil ao reducir a secreción de hormona protoracicotrópica (PTTH) e alatotropinas no complexo do corpo cardíaco. Esta perturbación endócrina reduce a pupación. Tamén causa a dexeneración doutras glándulas neuroendócrinas.
A substancia altera as funcións reprodutoras, chegando a producir a esterilidade dalgúns insectos. Isto débese parcialmente á antes mencionada perturbación neuroendócrina no 20E e na hormona xuvenil. Podería tamén afectar a proteína da xema do ovo e a síntese de vitaloxenina. Tamén reduce o éxito no apareamento por disuasión.
A substancia tamén disuade a alimentación, o que o fai un produto antialimentador (disuade a alimentación dos insectos herbívoros). Perturba o sentido do olfacto ata o punto que algúns insectos preferirían pasar fame antes que comer alimentos contaminados con azadiractina. Se o insecto inxire o composto, a substancia inhibe encimas dixestivos e podería deixar unha memoria de sabor aversivo ao activar neuronas dopaminérxicas.
A azadiractina ten adicionalmente unha longa lista de dianas celulares e moleculares. Regula á alza a p53, altera a síntese de proteínas posiblemente pola unión de Hsp60, e cambia a expresión de moitas outras vías metabólicas. Biosíntese
A azadiractina fórmase por unha elaborada vía biosintética, pero crese que o esteroide tirucalol é o precursor dos metabolitos secundarios do triterpenoide do nim. O tirucalol fórmase a partir de dúas unidades de farnesil difosfato (FPP) para formar un triterpeno C30, pero despois perde tres grupos metilo para converterse nun esteroide C27. O tirucalol sofre unha isomerización alílica para formar butirospermol, que é despois oxidado. O butirospermol oxidado seguidamente rearránxase por un cambio 1, 2-metilo de Wagner-Meerwein para formar apotirucalol.
O apotirucalol convértese nun tetranortriterpenoide ao seren cortados os catro carbonos terminais da cadea lateral. Os carbonos restantes da cadea lateral cíclanse para formar un anel furano e a molécula segue oxidándose para formar azadirona e azadiradiona. O terceiro anel abre despois e oxídase para formar os C-seco-limonoides como a nimbina, nimbidinina e salannina, que foi esterificado cunha molécula de ácido tíglico, que deriva da L-isoleucina. Actualmente propúxose que a molécula diana obtense ao converter biosinteticamente a azadirona en salannina, que é despois fortemente oxidada e ciclada para obter azadiractina.