植物次生代谢产物的主要类群-A萜类、甾类
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Chapter
2
植物次生代谢产物 的主要类群
2 植物次生代谢产物的主要类群
• 植物次生代谢产物的种类非常繁多： 酚类、醌类、黄酮类、香豆素、木质素、 环氧化物、生物碱、喹啉、糖苷、吲哚、 大环内脂、萘、核苷、吩嗪、吡嗪、吡 咯、萜类、甾类、皂甙、多肽类、多烯 类、多炔类、有机酸、毒素和色素等 • 已知的次生代谢产物在十五万种以上， 而且每年至少有4000个新的产物被报道
2.1.1.1 链状单萜
• 橙花醇（nerol）的反式异构 体称香叶醇（geraniol），均 有玫瑰香气。橙花醇的香气 更为柔和，常用于香水配方
• 柠檬醛（citral），柠檬醛通 常为混合物，反式的习称香 叶醛（geranial），顺式的称 橙花醛（neral）。柠檬醛以 橙花醛为主，具有柠檬香气
• 根据生理作用也可将次生代谢产物分为抗生素 （植保素）、生长刺激素、维生素、色素、生 物碱与毒素等不同类型
2 植物次生代谢产物的主要类群
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 萜类 (terpene) 萜类化合物 甾体类 (steroid) 苯丙烷类 (phenylpropanoid) 醌类 (quinonoid) 酚类化合物 黄酮类 (flavonoid) 鞣质 (tannin) 生物碱 (alkaloid) 氰苷cyanogenic glycoside、 含氮化合物 芥子油苷glucosinolate、 非蛋白氨基酸nonprotein amino acid
xylulose-5-phosphate 木酮糖-5-磷酸
isopentenyl pyrophosphate（IPP） 异戊烯基焦磷酸
各种萜类化合物 的形成
2.1.1 单萜（monoterpene）
• 单萜广泛存在于高等植物中，多分布于樟科、 松科、伞形科、姜科、芸香科、桃金娘科、唇 形科、菊科的植物中 • 单萜（含10个C原子）常温下一般是挥发性液体， 沸点140～200℃。有的单萜与糖结合成苷， 则不具有挥发性 • 单萜依据碳架可分为链状、单环、双环和三环 4个大类
• 前4种可看成是薄荷烷（menthane）的衍生 物，且以蒎烷和莰烷型结构最稳定，形成的 衍生物数量最多，集中分布于松柏科植物
2 植物次生代谢产物的主要类群
• 次生代谢产物的化学结构差异很大，通常归为 萜类化合物、酚类化合物、含氮化合物三大类 • 除以上三大类外，植物还产生多炔类、有机酸 等次生代谢物质 • 多炔是植物体内发现的天然炔类，主要分布于 菊科及伞形科植物，现已发现1000种左右
• 有机酸广泛分布于植物各部位，一些有机酸如 茉莉酸在植物信号传递中起重要作用
2.1.1.2 单环单萜
α-紫罗兰酮
β-紫罗兰酮
• 紫罗兰酮（ionone）存在于千屈菜科指甲花 （Lawsonia inermis）精油中，工业上由枸 橼(yuá n)酸与丙酮缩合制备。紫罗兰酮是混合 物，α-紫罗兰酮可作香料，β-紫罗兰酮可用 于合成维生素A
2.1.1.3 双环单萜
• 双环单萜的结构类型 较多，常见的有 侧柏烷（thujane）、 莰烷（camphane）、 蒈(kǎi)烷（carane）、 蒎烷（pinane）及 葑烷（fenchane）
4
6 8 >8
20
30 40
柠檬醛、柠檬烯、牻牛儿醇、 沉香醇、百里酚、樟脑 法呢醇、薄荷醇、棉酚、桉 叶醇 植醇、树脂酸、赤霉素、冷 杉酸、紫杉醇 鱼鲨烯、三萜醇、三萜酸、 固醇 胡萝卜素、叶黄素
>40 橡胶、杜仲胶
• 在植物细胞中，低分子量的萜是挥发油，分子量 增高就成为树脂、胡萝卜素等较复杂的化合物， 更大分子量的萜则形成橡胶等高分子化合物 • 许多单萜及其衍生物对昆虫有毒 • 挥发油能使植物引诱昆虫传粉，或防止动物侵袭 • 许多双萜对食草动物有毒，如佛波醇类型的双萜 是典型的肿瘤促进物，但紫杉醇却是强抗癌药物 • 橡胶对植物有保护作用，如封闭伤口和防御食草 动物取食
2.1.1.1 链状单萜
• 月桂烯（杨梅烯，myrcene） 广泛存在于植物界，杨梅叶、 松节油、黄柏果油、桂油、 柠檬草油、啤酒花油和芫荽 油等挥发油中含有
• 芳樟醇（linalool），(-)(R)-芳樟醇存在于香紫苏油、 香柠檬油、芳樟油中， (+)(S)-芳樟醇存在于芫荽油、 桔油及素馨花挥发油中
萜类的生物合成
• 萜类的生物合成有两条途径：甲羟戊酸途径和 丙酮酸/磷酸甘油醛途径，前者研究得比较清 楚，后者仍有些未明 • 两条途径都是经过异戊烯基焦磷酸（IPP）进 一步合成各种萜类化合物
glyceraldehyde-3-phosphate 甘油醛-3-磷酸
wk.baidu.com
pyruvate 丙酮酸 transketolase 转酮酶
2.1.1.2 单环单萜
缬(xié )草
• 柠檬烯（limonene），(+)-柠檬烯在芸香科桔 属植物果皮的挥发油中约含90%，(-)-柠檬烯 存在于薄荷、土荆芥、缬草的挥发油中 • 萜品醇（terpineol），也称松油醇，存在于樟 脑油、八角茴香油及橙花油中，用于香料配制
2.1.1.2 单环单萜
薄荷 • 薄荷醇 (menthol)， 又称薄荷脑。由于有3个不对称碳原子，应有4 对不同的立体异构体。天然薄荷油只含有(-)薄荷醇和(+)-新薄荷醇2种立体异构体， (-)薄荷醇是主要成分。具有防腐、杀菌、清凉作 用
2.1.1.2 单环单萜
益智
桉油精
驱蛔素
土荆芥
• 桉油精（cineole）是益智（Alpinia oxyphylla） 果实精油主要成分，占55%，具有解热消炎和 防腐抗菌功效 • 驱蛔素（ascaridole）又称土荆芥油精，是驱 虫药土荆芥油中的主要成分，约占70%
2.1 萜类 terpene
• 萜类或类萜在 植物界中广泛 存在，由异戊 二烯组成，有 链状的，也有环状的，一般不溶于水 • 萜类种类依异戊二烯数目而定，有单萜、倍半 萜、双萜、三萜、四萜和多萜之分
异戊二烯 碳原 萜类种类 单位数 子数
单 萜 倍半萜 2 3 10 15
例
子
二 萜
三 萜 四 萜 多 萜
2
植物次生代谢产物 的主要类群
2 植物次生代谢产物的主要类群
• 植物次生代谢产物的种类非常繁多： 酚类、醌类、黄酮类、香豆素、木质素、 环氧化物、生物碱、喹啉、糖苷、吲哚、 大环内脂、萘、核苷、吩嗪、吡嗪、吡 咯、萜类、甾类、皂甙、多肽类、多烯 类、多炔类、有机酸、毒素和色素等 • 已知的次生代谢产物在十五万种以上， 而且每年至少有4000个新的产物被报道
2.1.1.1 链状单萜
• 橙花醇（nerol）的反式异构 体称香叶醇（geraniol），均 有玫瑰香气。橙花醇的香气 更为柔和，常用于香水配方
• 柠檬醛（citral），柠檬醛通 常为混合物，反式的习称香 叶醛（geranial），顺式的称 橙花醛（neral）。柠檬醛以 橙花醛为主，具有柠檬香气
• 根据生理作用也可将次生代谢产物分为抗生素 （植保素）、生长刺激素、维生素、色素、生 物碱与毒素等不同类型
2 植物次生代谢产物的主要类群
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 萜类 (terpene) 萜类化合物 甾体类 (steroid) 苯丙烷类 (phenylpropanoid) 醌类 (quinonoid) 酚类化合物 黄酮类 (flavonoid) 鞣质 (tannin) 生物碱 (alkaloid) 氰苷cyanogenic glycoside、 含氮化合物 芥子油苷glucosinolate、 非蛋白氨基酸nonprotein amino acid
xylulose-5-phosphate 木酮糖-5-磷酸
isopentenyl pyrophosphate（IPP） 异戊烯基焦磷酸
各种萜类化合物 的形成
2.1.1 单萜（monoterpene）
• 单萜广泛存在于高等植物中，多分布于樟科、 松科、伞形科、姜科、芸香科、桃金娘科、唇 形科、菊科的植物中 • 单萜（含10个C原子）常温下一般是挥发性液体， 沸点140～200℃。有的单萜与糖结合成苷， 则不具有挥发性 • 单萜依据碳架可分为链状、单环、双环和三环 4个大类
• 前4种可看成是薄荷烷（menthane）的衍生 物，且以蒎烷和莰烷型结构最稳定，形成的 衍生物数量最多，集中分布于松柏科植物
2 植物次生代谢产物的主要类群
• 次生代谢产物的化学结构差异很大，通常归为 萜类化合物、酚类化合物、含氮化合物三大类 • 除以上三大类外，植物还产生多炔类、有机酸 等次生代谢物质 • 多炔是植物体内发现的天然炔类，主要分布于 菊科及伞形科植物，现已发现1000种左右
• 有机酸广泛分布于植物各部位，一些有机酸如 茉莉酸在植物信号传递中起重要作用
2.1.1.2 单环单萜
α-紫罗兰酮
β-紫罗兰酮
• 紫罗兰酮（ionone）存在于千屈菜科指甲花 （Lawsonia inermis）精油中，工业上由枸 橼(yuá n)酸与丙酮缩合制备。紫罗兰酮是混合 物，α-紫罗兰酮可作香料，β-紫罗兰酮可用 于合成维生素A
2.1.1.3 双环单萜
• 双环单萜的结构类型 较多，常见的有 侧柏烷（thujane）、 莰烷（camphane）、 蒈(kǎi)烷（carane）、 蒎烷（pinane）及 葑烷（fenchane）
4
6 8 >8
20
30 40
柠檬醛、柠檬烯、牻牛儿醇、 沉香醇、百里酚、樟脑 法呢醇、薄荷醇、棉酚、桉 叶醇 植醇、树脂酸、赤霉素、冷 杉酸、紫杉醇 鱼鲨烯、三萜醇、三萜酸、 固醇 胡萝卜素、叶黄素
>40 橡胶、杜仲胶
• 在植物细胞中，低分子量的萜是挥发油，分子量 增高就成为树脂、胡萝卜素等较复杂的化合物， 更大分子量的萜则形成橡胶等高分子化合物 • 许多单萜及其衍生物对昆虫有毒 • 挥发油能使植物引诱昆虫传粉，或防止动物侵袭 • 许多双萜对食草动物有毒，如佛波醇类型的双萜 是典型的肿瘤促进物，但紫杉醇却是强抗癌药物 • 橡胶对植物有保护作用，如封闭伤口和防御食草 动物取食
2.1.1.1 链状单萜
• 月桂烯（杨梅烯，myrcene） 广泛存在于植物界，杨梅叶、 松节油、黄柏果油、桂油、 柠檬草油、啤酒花油和芫荽 油等挥发油中含有
• 芳樟醇（linalool），(-)(R)-芳樟醇存在于香紫苏油、 香柠檬油、芳樟油中， (+)(S)-芳樟醇存在于芫荽油、 桔油及素馨花挥发油中
萜类的生物合成
• 萜类的生物合成有两条途径：甲羟戊酸途径和 丙酮酸/磷酸甘油醛途径，前者研究得比较清 楚，后者仍有些未明 • 两条途径都是经过异戊烯基焦磷酸（IPP）进 一步合成各种萜类化合物
glyceraldehyde-3-phosphate 甘油醛-3-磷酸
wk.baidu.com
pyruvate 丙酮酸 transketolase 转酮酶
2.1.1.2 单环单萜
缬(xié )草
• 柠檬烯（limonene），(+)-柠檬烯在芸香科桔 属植物果皮的挥发油中约含90%，(-)-柠檬烯 存在于薄荷、土荆芥、缬草的挥发油中 • 萜品醇（terpineol），也称松油醇，存在于樟 脑油、八角茴香油及橙花油中，用于香料配制
2.1.1.2 单环单萜
薄荷 • 薄荷醇 (menthol)， 又称薄荷脑。由于有3个不对称碳原子，应有4 对不同的立体异构体。天然薄荷油只含有(-)薄荷醇和(+)-新薄荷醇2种立体异构体， (-)薄荷醇是主要成分。具有防腐、杀菌、清凉作 用
2.1.1.2 单环单萜
益智
桉油精
驱蛔素
土荆芥
• 桉油精（cineole）是益智（Alpinia oxyphylla） 果实精油主要成分，占55%，具有解热消炎和 防腐抗菌功效 • 驱蛔素（ascaridole）又称土荆芥油精，是驱 虫药土荆芥油中的主要成分，约占70%
2.1 萜类 terpene
• 萜类或类萜在 植物界中广泛 存在，由异戊 二烯组成，有 链状的，也有环状的，一般不溶于水 • 萜类种类依异戊二烯数目而定，有单萜、倍半 萜、双萜、三萜、四萜和多萜之分
异戊二烯 碳原 萜类种类 单位数 子数
单 萜 倍半萜 2 3 10 15
例
子
二 萜
三 萜 四 萜 多 萜