生物合成途径

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hn
Photosynthesis
(daytime)
Respiration
(nighttime)
H2O
TRACE METALS
Na, Ca, K, Mg Fe, Cu, Co, Mo
A TYPICAL PLANT
Glycolysis
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CO2
O2 N2
bacteria
“N” NO2-/NO3-/NH4+ H2O
二、 生物合成途径
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二、 生物合成途径
薄荷叶为什么牛精品不课件吃、虫不咬？
Chemical Defenses
OH
Menthol
menthol broadcast a smell that warns
herbivores and insects that the plant is
toxic to them
植物生长
（中药化学成分的来源）
二级代谢
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一次代谢 绿色植物以二氧化碳及水为原料，
通过光合作用、固氮反应等生成糖、 蛋白质、脂质、核酸等植物体生命活 动必需物质的过程称为一次代谢过程。 生成的产物为一次代谢产物。 此外，一次代谢产物还包括乙酰辅 酶A，丙二酸单酰辅酶A，莽草酸及 一些氨基酸等。
O P2O5H2
焦磷酸二甲烯丙酯
2ADP
ADP ATP
HO
O P2O5H2
焦磷酸异戊烯酯
CO2
HOOC
O P2O5H2
甲戊二羟酸-5-焦磷酸
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（三）桂皮酸途径 莽草酸途径
该途径由苯丙氨酸经脱氨酶作用生成 桂皮酸，进而生成具有C6-C3骨架的苯丙 素类、香豆素类、木质素类、木脂体类。
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以香豆素为例：
赖氨酸
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（五）复合途径
许多二次代谢产物由上述生物合成 的复合途径生成。即分子中各个部 分由不同的生物合成途径产生。
OH B
A
O B
A
O
查耳酮
O
二氢黄酮
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一些萜类生物碱分别来自甲戊二羟 酸途径及莽草酸途径或醋酸—丙二 酸途径。
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（六） 生物合成的意义
●有利于天然化合物的结构分类； ●有利于天然化合物的结构推测； ●指导植物化学分类学； ●指导仿生合成； ●指导组织培养生物活性物质； ●定向寻找生物活性成分； ●生物调控，提高活性成分的含量。
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CORN LEAF BIGHT (VIRUS)
CITRUS CANKER (BACTERIUM)
MAIZE RUST (FUNGUS)
精品课件 POTATO LEAFHOPPER (INSECT)
Physical Defenses
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二、 生物合成途径
一级代谢
植物生存 必需成分
葡萄糖(能量) 纤维素(生长)
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醌类和聚酮类化合物合成示意图：
CH3 CO SCoA ＋ 3 COOH CH2 CO SCoA
乙酰辅酶A
丙二酸单酰辅酶A
CH3 CO CH2 CO CH2 CO CH2 CO Enz
上述多酮环合则生成各种醌类化 合物或聚酮类化合物。
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（二）甲戊二羟酸途径
该途径由乙酰辅酶A出发，生成甲戊二羟 酸，再进一步生成：焦磷酸二甲烯丙酯
二次代谢
以一次代谢产物（如乙酰辅酶A 、 丙二酸单酰辅酶A、莽草酸及一些 氨基酸等）为原料和前体，经历不 同的代谢途径，生成生物碱、萜类 等化合物的过程称为二次代谢过程。 二次代谢产物很多都具有明显的生 理活性，是中药化学的主要研究对 象。
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主要的生物合成途径
（一）醋酸-丙二酸途径
以乙酰辅酶A、丙酰辅酶A、异丁酰 辅酶A等为起始物，丙二酸单酰辅酶 A起到延伸碳链的作用。这一途径主 要生成脂肪酸类、酚类、醌类、聚 酮类等化合物。
（DAPP）、焦磷酸异戊烯酯(IPP)等异戊
烯基单位, 经过互相连接以及氧化、还原、 脱羧、环合或重排等反应，最后生成具有 C5单位（异戊烯基单位）的化合物，如萜 类及甾体化合物就是通过这个途径生成的。
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起始物质为MVA，在ATP作用下， 按如下路线合成。
甲戊二羟酸（MVA）HOOC
O
OH 2ATP
COOH
HO
OH
OH
COOH H
NH2
莽 草 酸 苯 丙 氨 酸
COOH
OO
桂 皮 酸
香 豆 素
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（四）氨基酸途径
该途径就是氨基酸脱羧成为胺类， 再经过甲基化、氧化、还原、重排 等一系列化学反应转变为生物碱的 过程。大多数生物碱类成分由此途 径生成。
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O N H
石榴皮碱
COOH N H2 NH2
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植物光合作用
小结
C2 O H 2O h /叶 绿 葡 素 萄 O 2 糖
乙酰辅酶Ａ
莽草酸
醋酸—丙二酸 途径：
甲戊二羟酸 途径：
桂皮酸 途径
氨基酸 途径
饱和 酚类 蒽醌
脂肪酸
萘醌
甲戊二羟酸 焦磷酸二甲烯丙酯
萜类 甾体
苯丙氨酸 （酪氨酸）
生物碱
香豆素 黄酮 木脂素