茶樹(shù)中的嘌呤堿代謝

1、茶樹(shù)中的嘌呤堿代謝茶樹(shù)中的嘌呤堿代謝茶樹(shù)中的生物堿 茶樹(shù)中的生物堿以茶樹(shù)中的生物堿以嘌呤堿嘌呤堿為主，而嘌呤堿中又以為主，而嘌呤堿中又以咖啡堿咖啡堿為主體成分。為主體成分。 咖啡堿為茶樹(shù)的特征性成分之一?？Х葔A為茶樹(shù)的特征性成分之一。茶樹(shù)中的咖啡堿代謝 一、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)一、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 二、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的分布二、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的分布 三、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的生物合成三、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的生物合成 四、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的分解四、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的分解一、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)一、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 化學(xué)式：化學(xué)式：C C8 8H H1010N

2、N4 4O O2 2 結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式：（2 2）性質(zhì)）性質(zhì) 咖啡堿是具有絹絲光澤的白色針狀結(jié)晶體，失去咖啡堿是具有絹絲光澤的白色針狀結(jié)晶體，失去結(jié)晶水后成白色粉末。無(wú)臭，有苦味。結(jié)晶水后成白色粉末。無(wú)臭，有苦味。 茶葉中咖啡堿的含量一般在茶葉中咖啡堿的含量一般在2%4%2%4%左右。左右。 咖啡堿是茶葉重要的滋味物質(zhì)，其與咖啡堿是茶葉重要的滋味物質(zhì)，其與茶黃素茶黃素以氫以氫鍵締合后形成的復(fù)合物具有鍵締合后形成的復(fù)合物具有鮮爽味鮮爽味，因此，茶葉，因此，茶葉咖啡堿含量也常被看作是影響茶葉質(zhì)量的一個(gè)重咖啡堿含量也常被看作是影響茶葉質(zhì)量的一個(gè)重要因素。要因素。二、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的分布1、咖啡堿廣泛地

3、分布在茶樹(shù)體內(nèi)，但各部位的含、咖啡堿廣泛地分布在茶樹(shù)體內(nèi)，但各部位的含量，量，差異很大差異很大。2、除種子外，其它各部位均含有咖啡堿。、除種子外，其它各部位均含有咖啡堿。3、并比較集中地分布在新梢部位，以、并比較集中地分布在新梢部位，以葉部最多葉部最多，莖梗中較少，花果中更少。莖梗中較少，花果中更少。4、咖啡堿是比較集中地分布在、咖啡堿是比較集中地分布在新梢部位新梢部位，但新梢，但新梢中各部位的含量又不相同。以嫩的芽葉含量最多，中各部位的含量又不相同。以嫩的芽葉含量最多，老葉最少。老葉最少。5、咖啡堿在新梢中的含量是、咖啡堿在新梢中的含量是隨芽葉的老化而減少隨芽葉的老化而減少，因此咖啡堿能作為

4、茶葉老嫩度的標(biāo)志成分之一。因此咖啡堿能作為茶葉老嫩度的標(biāo)志成分之一。三、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的生物合成 （一）咖啡堿生物合成部位（一）咖啡堿生物合成部位 （二）咖啡堿生物合成中嘌呤環(huán)的來(lái)源及嘌呤環(huán)（二）咖啡堿生物合成中嘌呤環(huán)的來(lái)源及嘌呤環(huán)的甲基化的甲基化 （三）茶樹(shù)體內(nèi)的嘌呤合成代謝與咖啡堿生物的（三）茶樹(shù)體內(nèi)的嘌呤合成代謝與咖啡堿生物的合成途徑合成途徑 （四）咖啡堿生物合成中的重要酶（四）咖啡堿生物合成中的重要酶 （一）咖啡堿生物合成部位 咖啡堿是在茶樹(shù)幼嫩葉片中進(jìn)行生物合成的，而在莖、根與子葉中合成能力能低甚至沒(méi)有，而茶花中亦能合成咖啡堿。 細(xì)胞中的合成部位則是在葉綠體中，在葉綠體中含有咖啡堿生

5、物合成所需的酶類(lèi)。（二）咖啡堿生物合成中嘌呤環(huán)的來(lái)源及嘌（二）咖啡堿生物合成中嘌呤環(huán)的來(lái)源及嘌呤環(huán)的甲基化呤環(huán)的甲基化1 1、咖啡堿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是、咖啡堿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是黃嘌呤黃嘌呤，在，在1 1，3 3，7 7位置的位置的N N上連接上連接3 3個(gè)甲基，生物合成中，一需要嘌呤環(huán)的個(gè)甲基，生物合成中，一需要嘌呤環(huán)的來(lái)源，二需要甲基供體。來(lái)源，二需要甲基供體。2 2、茶樹(shù)中咖啡堿生物合成的嘌呤環(huán)：既可來(lái)自甘氨、茶樹(shù)中咖啡堿生物合成的嘌呤環(huán)：既可來(lái)自甘氨酸、谷酰胺、甲酸鹽和酸、谷酰胺、甲酸鹽和COCO2 2的直接合成，又可來(lái)自的直接合成，又可來(lái)自核酸代謝的核苷酸代謝庫(kù)中的嘌呤，其中核苷酸核酸代謝的核苷酸

6、代謝庫(kù)中的嘌呤，其中核苷酸庫(kù)中腺嘌呤是咖啡堿合成最有效的前體。庫(kù)中腺嘌呤是咖啡堿合成最有效的前體。3 3、咖啡堿合成中的甲基主要來(lái)源：、咖啡堿合成中的甲基主要來(lái)源：S-S-腺苷蛋氨酸，腺苷蛋氨酸，而轉(zhuǎn)甲基作用則依賴(lài)于而轉(zhuǎn)甲基作用則依賴(lài)于N-N-甲基轉(zhuǎn)移酶的活性。甲基轉(zhuǎn)移酶的活性。（1 1）嘌呤環(huán)的生物合成）嘌呤環(huán)的生物合成 環(huán)中環(huán)中C C4 4、C C5 5分別來(lái)自甘氨酸中的羧基和分別來(lái)自甘氨酸中的羧基和-碳原子；碳原子； C C2 2、C C8 8來(lái)自甲酸鹽；來(lái)自甲酸鹽； C C6 6來(lái)自來(lái)自COCO2 2。 N N1 1來(lái)自天冬氨酸來(lái)自天冬氨酸; ; N N7 7來(lái)自甘氨酸中的氨基；來(lái)自甘

7、氨酸中的氨基；N N3 3、N N9 9來(lái)自谷氨酰胺；來(lái)自谷氨酰胺；（2 2）嘌呤的甲基化）嘌呤的甲基化 1 1）甲基供給體）甲基供給體 咖啡堿中嘌呤環(huán)上的直接甲基供體為咖啡堿中嘌呤環(huán)上的直接甲基供體為S-S-腺苷腺苷蛋氨酸蛋氨酸，它是由蛋氨酸與，它是由蛋氨酸與ATPATP作用轉(zhuǎn)化而來(lái)的。作用轉(zhuǎn)化而來(lái)的。2 2）甲基的轉(zhuǎn)移和甲基化順序）甲基的轉(zhuǎn)移和甲基化順序 咖啡堿的合成中，嘌呤甲基化的過(guò)程，是先由咖啡堿的合成中，嘌呤甲基化的過(guò)程，是先由7-7-甲基黃嘌呤甲基黃嘌呤甲基化形成甲基化形成可可堿可可堿（3 3，7-7-二甲基黃嘌二甲基黃嘌呤），再由可可堿甲基化形成咖呤），再由可可堿甲基化形成咖啡堿

8、啡堿。 咖啡堿嘌呤環(huán)上的甲基是由咖啡堿嘌呤環(huán)上的甲基是由- -腺苷蛋氨酸供給，腺苷蛋氨酸供給，在甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下，按在甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下，按7 7、3 3、1 1氮原子氮原子位置的位置的先后順序進(jìn)行甲基化作用。先后順序進(jìn)行甲基化作用。（三）茶樹(shù)體內(nèi)的嘌呤合成代謝與咖啡堿生（三）茶樹(shù)體內(nèi)的嘌呤合成代謝與咖啡堿生物的合成途徑物的合成途徑 （四）咖啡堿生物合成中的重要酶 1 1、N-N-甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶 2 2、N-N-甲基核苷酶甲基核苷酶 3 3、次黃嘌呤核苷酸脫、次黃嘌呤核苷酸脫氫酶氫酶 4 4、AMPAMP脫氨酶脫氨酶四、茶樹(shù)體內(nèi)咖啡堿的分解咖啡堿及其咖啡堿及其他嘌呤堿他嘌呤堿黃嘌呤黃嘌

9、呤尿酸尿酸尿囊素尿囊素尿囊酸尿囊酸尿素尿素CO2咖啡堿的分解途徑：咖啡堿的分解途徑： （一）嘌呤堿在茶樹(shù)體內(nèi)的分解（一）嘌呤堿在茶樹(shù)體內(nèi)的分解 咖啡堿的分解咖啡堿的分解與腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤的分解相類(lèi)似，與腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤的分解相類(lèi)似，都是先脫去環(huán)上的基團(tuán)，變成黃嘌呤。都是先脫去環(huán)上的基團(tuán)，變成黃嘌呤。 所不同的是腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤脫去的是氨基，而咖所不同的是腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤脫去的是氨基，而咖啡堿脫去的是甲基，脫下的甲基又可以通過(guò)四氫啡堿脫去的是甲基，脫下的甲基又可以通過(guò)四氫葉酸載體，在相應(yīng)酶的作用下，轉(zhuǎn)移到其它的化葉酸載體，在相應(yīng)酶的作用下，轉(zhuǎn)移到其它的化合物中。合物中。（二）黃嘌呤的分解代謝（二）黃嘌呤的分解代謝 黃嘌呤黃嘌呤會(huì)有兩種去向，一種是繼續(xù)分解，另一種會(huì)有兩種去向，一種是繼續(xù)分解，另一種也可能又轉(zhuǎn)化為其它嘌呤核苷酸被再利用。也可能又轉(zhuǎn)化為其它嘌呤核苷酸被再利用。 植物體內(nèi)這類(lèi)嘌呤堿分解代謝主要發(fā)生于植物體內(nèi)這類(lèi)嘌呤堿分解代謝主要發(fā)生于老葉老葉，分解后生成的尿酸，尿囊素可從葉子中轉(zhuǎn)運(yùn)出來(lái)，分解后生成的尿酸，尿囊素可從葉子中轉(zhuǎn)運(yùn)出來(lái)，