Sekundärstoffen

Sekundärstoffe sind chemische Verbindungen, die von Organismen außerhalb der zentralen Stoffwechselwege produziert werden. Im Gegensatz zu Primärstoffen wie Kohlenhydraten, Proteinen oder Lipiden, die für Wachstum, Energiegewinnung und Reproduktion unverzichtbar sind, erfüllen Sekundärstoffe ökologische Funktionen und sind oft nicht lebensnotwendig für das Grundüberleben eines Organismus. Sie kommen vor allem in Pflanzen vor, treten aber auch in Pilzen, Bakterien und anderen Mikroorganismen auf.

Zu den Hauptklassen der Sekundärstoffe zählen Alkaloide, Terpenoide, Phenole einschließlich Flavonoide sowie glycosidische Verbindungen und Polyketide. Beispiele sind Morphin (Alkaloid), Taxol (Terpenoid), Quercetin (Flavonoid) und verschiedene Farbstoff- und Duftstoffe. Die Vielfalt der Strukturen spiegelt eine breite Palette biologischer Funktionen wider.

Funktionen der Sekundärstoffe umfassen Abwehr gegen Herbivoren und Pathogene, Schutz vor UV-Strahlung, Konkurrenzhemmung durch Hemmung benachbarter Organismen (Allelopathie sowie Signalfunktionen zur Bestäubung oder Samenverbreitung) sowie ökologische Kommunikation zwischen Organismen. Viele Sekundärstoffe dienen auch als Signale in der Interaktion von Pflanzen mit anderen Arten und Umweltfaktoren.

Die Biosynthese erfolgt über spezialisierte Wege, die oft unabhängig von der Primärstoffwechsels entstehen. Typische Wege umfassen den MVA- oder MEP-Weg zur Bildung von Terpenoiden und den Shikimsäurepfad zur Herstellung von Phenylpropanoiden. Die Produktion wird durch Umweltfaktoren, Entwicklungsstadium und genetische Regulation beeinflusst.

Sekundärstoffe haben große Bedeutung in Forschung und Praxis: Sie liefern zahlreiche pharmaaktive Substanzen, Aromastoffe, Farbstoffe und Pflanzenschutzmittel. Ihre Vielfalt macht sie zu einem zentralen Forschungsfeld in Biologie, Botanik, Pharmazie und Landwirtschaft.