Terpen

Terpenler hidrokarbonların geniş ve çeşitli bir sınıfıdır, başlıca bitkiler özellikle iğne yapraklılar tarafından üretilmekle beraber bazı böcekler de (örneğin Papilionidae cinsindeki kelebekler) osmeteriyumlarında terpenler salgılarlar. Reçinenin ve ondan elde edilen terebentinin ana bileşkesidirler. Terpen sözcüğü "terebentin" sözcüğünden türetilmiştir.
Terpenler kimyasal olarak değişime uğratıldıkları zaman, örneğin yükseltgenme veya karbon iskeletinin düzenlenmesi ile, meydana gelen bileşiklere genel olarak terpenoid olarak değinilir. Bazı yazarlar terpen sözcüğünü tüm terpenoidleri kapsayacak şekilde kullanırlar.
Terpen ve terpenoidler, çoğu bitki ve çiçekteki esans yağlarının başlıca bileşkeleridir. Esans yağları gıdalara tatlandırıcı katkısı olarak, parfümeride, aromaterapide ayrıca geleneksel ve alternatif tıpta kullanılırlar. Doğal terpenlerin sentetik değişiklikleri ve türevleri, parfümeri ve gıda tatlandırıcı katkı maddelerindeki çeşitliliği çok arttırmıştır. A vitamini bir terpenoiddir.
Yapı ve biyosentez
Terpenler biyosentetik olarak izopren birimlerden türetilirler, bu birimin kimyasal formülü C5H8 olup terpenlerin temel moleküler formülleri de bunun katlarıdır, yani (C5H8)n (n birleştirilmiş izopren birimlerinin sayısıdır). Bu izopren kuralı veya C5 kuralı olarak bilinir. İzopren birimler baş-kuyruk şeklinde bağlanarak düz zincirler oluşturabilirler veya halkalar oluşturabilirler. İzopren birim doğada çok yaygın olarak kullanılan bir yapı taşıdır.
İzoprenin kendisi bu yapı sürecine girmez, onun etkinleştirilmiş halleri izopentenil pirofosfat (IPP veya diğer adıyla isopentenil difosfat) ve dimetilalil pirofosfat (DMAPP veya diğer adıyla dimetilalil difosfat) bu biyosentetik yolda kullanılırlar. IPP ayrıca HMG-KoA redüktaz yolunda mevalonik asit aracılığıyla asetil-KoA'dan da oluşabilir. Bundan tamamen farklı olan, IPP'nin bir diğer oluşum yolu bazı bakteriler ve bitki plastitlerinde görülen MEP (2-Metil-D-erytritol-4-fosphat) yoludur, bu yol C5 şekerleri ile başlar. Her iki yolda da isopentenil pirofosfat izomeraz enzimi aracılığıyla IPP DMAPP'ye izomerleşir.
İzopren birimlerinden oluşan zincirler büyüdükçe meydana gelen terpenlerinbüyüklüklerine göre sınıflandırması, sırasıyla, hemiterpenler, monoterpenler, sesquiterpenler, diterpenler, sesterterpenler, triterpenler, ve tetraterpenler şeklinde olur.
Tipleri
Hemiterpenler tek bir izopren birimden oluşur. İzoprenin kendisi tek hemiterpen olarak sayılır, ama onun oksijenli türevleri olan prenol ve izovalerik asit hemiterpenoiddirler.
Monoterpenler iki izopren birimden oluşurlar ve C10H16 moleküler formülüne sahiptirler. Monoterpenlere örnek olarak, geraniyol ve limonen gösterilebilir.
Sesquiterpenler üç izopren birimden oluşurlar ve C15H24 moleküler formülüne sahiptirler. Bir örnek, farnesol'dur. sesqui- öneki bir-buçuk demektir.
Diterpenler dört izopren birimden oluşurlar ve C20H32 moleküler formülüne sahiptirler. Geranilgeranil pirofosfat t]revleridir. Diterpenlere örnek olarak sembren ve taksadiyen (taksolun öncülü) gösterilebilir. Diterpenler, biyolojide önemli olan retinol, retinal, and fitol gibi bileşiklerin temelini oluştururlar.
Sesterterpenler beş izopren birimli, 25 karbonlu terpenlerdir, diğer terpenlere kıyasla enderdirler. sester- üçe yarım kala, yani iki buçuk demektir.
Triterpenler altı izopren birimden oluşurlar ve C30H48 moleküler formülüne sahiptirler. Köpek balığı karaciğeri yağının başlıca içeriği olan skualen doğrusal bir triterpendir ve iki farnesil pirofosfatın indirgenmeli birleşmesiyle oluşur. Ardından skualen biyosentetik işlemden geçerek ya lanosterol veya sikloartenola dönüşür, bunlar steroidlerin yapısal öncülleridir.
Tetraterpenler sekiz izopren birimden oluşurlar ve C40H56 moleküler formülüne sahiptirler. Biyolojik olarak önemli tetraterpenler arasında halkasız (asiklik) likopen, tek halkalı (n-monosiklik) gama-karoten, ve iki halkalı (bisiklik) alfa- ve beta-karotenler sayılabilir.
Politerpenler pek çok izopren birimden oluşan uzun zincirlerdir. Doğal kauçuk, çift bağların cis konumlu olduğu poliizoprendir. Bazı bitkiler guta-perka olarak adlandırılan trans çift bağlı poliizopren üretirler.
Özellikler ve kullanım
Terpenler, gıda, kozmetik, farmasötik ve biyoteknoloji endüstrilerinde kullanım için arzu edilen özelliklere sahiptir.
17 bitki türünün genomları, temel yapılarıyla terpen veren terpenoid sentaz enzimlerini kodlayan genleri ve bu temel yapıyı değiştiren sitokrom P450leri içerir.
Terpenler, doğal tarım ilaçlarının bir parçası olan yararlı aktif maddelerdir. Terpenler termit alt ailesinin Nasutitermitinae tarafından yırtıcı böceklerden korunmaya fontanellar gun adlı özel mekanizmayı kullanılır.
Sıcak havalarda ağaçlar tarafından daha çok miktarda terpen salınır ve bulut tohmlamanın doğal bir formu olabilir. Bulutlar güneş ışığını yansıtır ve orman sıcaklığının düzenlenmesine imkan verir. Şerbeçiotunun aroması ve tadı kısmen sesquiterpenelerden (başlıca α-humulene ve bira kalitesini etkileyen β-caryophyllene) den gelir. Terpenler aynı zamanda en az 120 tanımlı bileşik içeren Cannabis sativa bitkilerinin temel bileşenleridir.