化學(xué)成分與生物合成途徑的關(guān)系

化學(xué)成分與生物合成途徑的關(guān)系第1頁(yè)/共39頁(yè)

（一）乙酸-丙二酸（AA-MA）途徑

多以乙酰輔酶A為起始物質(zhì)，丙二酸單酰輔酶A起延伸碳鏈的作用。通過(guò)這一途徑能生成脂肪酸類(lèi)、酚類(lèi)、醌類(lèi)等化合物（聚酮類(lèi)化合物

）。

1.脂肪酸類(lèi)乙酰輔酶A為起始物質(zhì)，丙二酸單酰輔酶A起延伸碳鏈的作用。由縮合和還原兩個(gè)反應(yīng)交叉進(jìn)行，生成各種長(zhǎng)碳鏈的脂肪酸，得到的飽和脂肪酸為偶數(shù)。如果起始物質(zhì)為丙酰輔酶A則產(chǎn)生碳鏈為奇數(shù)的脂肪酸。

2.酚類(lèi)這類(lèi)物質(zhì)生物合成過(guò)程中只發(fā)生縮合反應(yīng)。乙酰輔酶A直線聚合后再進(jìn)行環(huán)合生成各種酚類(lèi)化合物，其特點(diǎn)是具有間苯酚樣結(jié)構(gòu)。

3.醌類(lèi)在乙酸-丙二酸途徑中，由多酮環(huán)合生成各種醌類(lèi)化合物或聚酮類(lèi)化合物。第2頁(yè)/共39頁(yè)第3頁(yè)/共39頁(yè)（二）甲戊二羥酸（MVA）途徑

起始物質(zhì)為MVA，在ATP作用下，按如下路線合成。萜類(lèi)、甾類(lèi)化合物均由這一途徑生成。

第4頁(yè)/共39頁(yè)第5頁(yè)/共39頁(yè)(三)莽草酸途徑

具有C6-C3及C6-C1基本結(jié)構(gòu)的化合物由這一途徑衍化生成。如由此途徑生成的苯丙氨酸，經(jīng)脫氨及氧化反應(yīng)等分別生成桂皮酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各種含C6-C3及C6-C1結(jié)構(gòu)的天然化合物如苯丙素類(lèi)、木脂素類(lèi)、香豆素類(lèi)等。此途徑由莽草酸通過(guò)苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸生成各種苯丙素類(lèi)化合物?，F(xiàn)也被稱(chēng)為桂皮酸途徑。以香豆素生合成簡(jiǎn)圖示意本途徑如下：第6頁(yè)/共39頁(yè)香豆素莽草酸苯丙氨酸桂皮酸第7頁(yè)/共39頁(yè)(四)氨基酸途徑

大多數(shù)生物堿類(lèi)成分由此途徑生成。有些氨基酸，如鳥(niǎo)氨酸、賴(lài)氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，經(jīng)脫羧成為胺類(lèi),再經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)(甲基化、氧化、還原、重排等)生成各種生物堿。

第8頁(yè)/共39頁(yè)(五)復(fù)合途徑

許多二級(jí)代謝產(chǎn)物由上述生物合成的復(fù)合途徑生成。即分子中各個(gè)部分由不同的生物合成途徑產(chǎn)生。如查耳酮類(lèi)、二氫黃酮類(lèi)化合物的A環(huán)和B環(huán)分別由乙酸-丙二酸途徑和莽草酸途徑生成，再在各種酶作用下生成黃酮。一些萜類(lèi)生物堿分別來(lái)自甲戊二羥酸途徑及莽草酸途徑或乙酸-丙二酸途徑。

第9頁(yè)/共39頁(yè)1、糖類(lèi)：?jiǎn)翁?、寡糖、多糖?、醌類(lèi)化合物：苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌。3、苯丙素類(lèi)化合物：簡(jiǎn)單苯丙素、香豆素和木脂素。4、黃酮類(lèi)化合物：黃酮（醇），二氫黃酮（醇），異黃酮，二氫異黃酮；查爾酮，二氫查爾酮；橙酮；花色素；黃烷-3-醇，黃烷-3,4-二醇；雙黃酮，口山酮（雙苯吡酮），高異黃酮等。5、鞣質(zhì)：可水解鞣質(zhì)、縮合鞣質(zhì)和復(fù)合鞣質(zhì)。二、天然藥物化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)分類(lèi)第10頁(yè)/共39頁(yè)6、萜類(lèi)和揮發(fā)油：?jiǎn)屋?，倍半萜，二萜，二倍半萜；揮發(fā)油。8、三萜類(lèi)化合物：四環(huán)三萜，五環(huán)三萜。7、甾體類(lèi)化合物：強(qiáng)心苷，甾體皂苷，C21載體，植物甾醇，膽汁酸，昆蟲(chóng)變態(tài)激素等。9、生物堿：來(lái)源鳥(niǎo)氨酸，賴(lài)氨酸，苯丙氨酸/酪氨酸，色氨酸，組氨酸，鄰氨基苯甲酸，萜類(lèi)，甾體的生物堿等。10、苷類(lèi)化合物：氧苷、氮苷、硫苷、碳酐。11、其他成分：脂肪酸，有機(jī)含硫化合物，氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)，非核糖體肽。第11頁(yè)/共39頁(yè)（一）糖類(lèi)化合物

糖是多羥基醛或多羥基酮及其衍生物、聚合物的總稱(chēng)。

1、單糖：不能再被簡(jiǎn)單地水解成更小分子的糖。掌握知識(shí)：相對(duì)構(gòu)型，絕對(duì)構(gòu)型。

2、寡糖（低聚糖）：2—9個(gè)單糖分子通過(guò)苷鍵聚合而成的糖。

3、多聚糖：又稱(chēng)多糖，是由10個(gè)以上的單糖分子通過(guò)苷鍵聚合而成，分子量較大，一般由幾百個(gè)甚至幾萬(wàn)個(gè)單糖分子組成第12頁(yè)/共39頁(yè)（二）醌類(lèi)化合物

具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)（醌式結(jié)構(gòu)）的一類(lèi)化學(xué)成分的總稱(chēng)。要包括:苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌。對(duì)苯醌鄰苯醌輔酶Q10（n=10）苯醌：第13頁(yè)/共39頁(yè)胡桃醌（ａ-萘醌）β-萘醌amphi-萘醌萘醌：ａ—（1，4）萘醌

β—（1，2）萘醌

amphi—（2，6）萘醌第14頁(yè)/共39頁(yè)舉例：維生素K1（n=3）紫草素R=OH第15頁(yè)/共39頁(yè)菲醌:鄰菲醌、對(duì)菲醌丹參醌ⅡAR1=CH3

丹參醌ⅡBR1=CH2OH

丹參新醌甲R(shí)=丹參新醌乙R=

丹參新醌丙R=

—CH3第16頁(yè)/共39頁(yè)1、4、5、8—ａ位2、3、6、7—β位9、10—meso位，中位蒽醌：第17頁(yè)/共39頁(yè)（三）苯丙素類(lèi)化合物

苯丙素類(lèi)是指基本母核具有一個(gè)或幾個(gè)C6-C3單元的天然有機(jī)化合物類(lèi)群。

狹義苯丙素類(lèi)化合物是指簡(jiǎn)單苯丙素類(lèi)、香豆素類(lèi)、木脂素類(lèi)。

廣義苯丙素類(lèi)化合物包括簡(jiǎn)單苯丙素類(lèi)、香豆素類(lèi)、木脂素和木質(zhì)素類(lèi)、黃酮類(lèi)，甚至縮合鞣質(zhì)等多數(shù)天然芳香族化合物。第18頁(yè)/共39頁(yè)簡(jiǎn)單苯丙素

簡(jiǎn)單苯丙素結(jié)構(gòu)上屬苯丙烷衍生物，依C3側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)變化，可分為苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸等類(lèi)型。第19頁(yè)/共39頁(yè)香豆素

香豆素類(lèi)是一類(lèi)具有苯駢α-吡喃酮母核的天然產(chǎn)物的總稱(chēng)，在結(jié)構(gòu)上可以看成是順式鄰羥基桂皮酸脫水而形成的內(nèi)酯類(lèi)化合物。第20頁(yè)/共39頁(yè)木脂素

木脂素是一類(lèi)由兩分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物，主要存在于植物的木部和樹(shù)脂中，多數(shù)呈游離狀態(tài)，少數(shù)與糖結(jié)合成苷。第21頁(yè)/共39頁(yè)第22頁(yè)/共39頁(yè)（四）黃酮類(lèi)化合物

黃酮類(lèi)化合物主要是指基本母核為2-苯基色原酮的一系列化合物?，F(xiàn)在泛指兩個(gè)苯環(huán)（A與B環(huán)）通過(guò)三個(gè)碳原子相互聯(lián)結(jié)而成的一系列化合物。

第23頁(yè)/共39頁(yè)第24頁(yè)/共39頁(yè)第25頁(yè)/共39頁(yè)（五）萜類(lèi)化合物和揮發(fā)油

萜類(lèi)化合物是一類(lèi)由甲戊二羥酸（MVA）衍生而成，基本碳架多具有2個(gè)或2個(gè)以上異戊二烯單位（C5單位）結(jié)構(gòu)特征的化合物。

揮發(fā)油也稱(chēng)精油，是存在于植物體內(nèi)的一類(lèi)具有揮發(fā)性、可隨水蒸氣蒸餾、與水不相混溶的油狀液體。

第26頁(yè)/共39頁(yè)第27頁(yè)/共39頁(yè)第28頁(yè)/共39頁(yè)第29頁(yè)/共39頁(yè)（六）三萜類(lèi)化合物

三萜類(lèi)化合物是一類(lèi)基本母核由30個(gè)碳原子組成的萜類(lèi)化合物，其結(jié)構(gòu)根據(jù)異戊二烯定則可視為六個(gè)異戊二烯單位聚合而成。

第30頁(yè)/共39頁(yè)（七）甾體類(lèi)化合物

甾體類(lèi)化合物是結(jié)構(gòu)中都具有環(huán)戊烷駢多氫菲的甾體母核的一類(lèi)天然化學(xué)成分，包括強(qiáng)心苷、甾體皂苷、植物甾醇、C21甾類(lèi)、膽汁酸、昆蟲(chóng)變態(tài)激素、甾體生物堿等。第31頁(yè)/共39頁(yè)第32頁(yè)/共39頁(yè)（七）生物堿

生物堿指來(lái)源于生物界（主要是植物界）的一類(lèi)含氮有機(jī)化合物。大多有較復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，氮原子結(jié)合在環(huán)內(nèi)；多呈堿性，可與酸成鹽；多具有顯著的生理活性。第33頁(yè)/共39頁(yè)第34頁(yè)/共39頁(yè)第35頁(yè)/共39頁(yè)（八）苷類(lèi)化合物

苷類(lèi)是糖或糖的衍生物與另一非糖物質(zhì)通過(guò)糖的端基碳原子連接而成的一類(lèi)化合物，又稱(chēng)為配糖體。苷中的非糖部分稱(chēng)為苷元或配基。

按苷鍵原子分類(lèi)苷可分為氧苷、硫苷、氮苷和碳苷。

（1）氧苷苷元通過(guò)氧原子和糖相連接而成的苷稱(chēng)為氧苷。根據(jù)形成苷鍵的苷元羥基的不同又分為醇苷、酚苷、酯苷和氰苷等。第36頁(yè)/共39頁(yè)

①醇苷是苷元的醇羥基與糖縮合而成的苷。②酚苷苷元的酚羥基與糖脫水而成的苷。苯酚苷、蒽醌苷、香豆素苷等多為酚苷。③酯苷苷元中羧基與糖的半縮醛羥基縮合而成的苷。酯苷鍵既有縮醛性質(zhì)又有酯的性質(zhì)，易為稀酸和稀堿所水解。三萜皂苷中酯苷較常見(jiàn)。④氰苷主要是指一類(lèi)具有α-羥基腈的苷。氰苷易水解，在有稀酸和酶催化時(shí)水解更快，生成的苷元α-羥腈不穩(wěn)定，立即分解為醛（酮）和氫氰酸；在濃酸作用下苷元中的-CN氧化成-COOH基，并產(chǎn)生NH4+；在堿性條件下苷元發(fā)生異構(gòu)化而生成α-羥基羧酸鹽。如苦杏仁苷。第37頁(yè)/共39頁(yè)

（2）硫苷是糖的半縮醛羥基與苷元上巰基縮合而成的苷。這類(lèi)苷較少，常存在于十字花科植物中，蘿卜中的蘿卜苷，黑芥子中的黑芥子苷等都是硫苷。（3）氮苷糖上的端基碳與苷元上氮原子相連接而成的苷稱(chēng)為氮苷。氮苷在生物化學(xué)中是十分重要的物質(zhì)，腺