[课件]第2章天然药物活性成分的生物合成PPT

甲 戊 二 羟 酸 途 径
（三）莽草酸途径（shikimic acid pathway）
该途径合成具有C6-C3骨架的苯丙素类、香豆素类、木质素类、黄 酮类、木脂体类。 莽草酸通过苯丙氨酸经脱氨酶作用生成桂皮酸，是桂皮酸的前体 物质，同时又是酪氨酸、色氨酸等芳香酸类的前体，它们与生物 碱的生物合成也密切相关。
• 作用： 1）植物的营养物质；
2）人类赖以生存的物质基础。 二次代谢过程：以一次代谢产生的代谢产物为原料 （或前体），经不同途径进一步合成的过程。 二次代谢产物：也叫次生成分。次生代谢是植物特 有的代谢方式。
• 作用： 1）维持植物的特性与特征；
2）重要的药物资源。
二次代谢产物归类
脂肪族 苷 类
脂 肪 酸 生 物 合 成
乙 酸丙 二 酸 途 径
-
——
乙 酸 丙 二 酚 途 酸 类 径 生
物 合 成 ——
乙 酸 丙 二 蒽 途 酸 醌 类 径
生 物 合 成 ——
（二）甲戊二羟酸途径（mevalonic acid pathway, MVA途径）和脱 氧木酮糖磷酸酯途径（deoxyxylulose-5-P pathway, DXP途径）
O H O O C 甲 戊 二 羟 酸 （ M V A ） O H 2 A T P
2 A D P A D P O P O H 2 5 2 O P O H 2 5 2 C O 2 A T P H O H O O C O
P O H 2 5 2
焦 磷 酸 二 甲 烯 丙 酯
焦 磷 酸 异 戊 烯 酯
甲 戊 二 羟 酸 5 焦 磷 酸
异戊烯单元
C 6 C 3 C 6
C5
氨基酸
生物碱类
绿色植物含有叶绿素，光合作用将
h / 叶绿素 CO H O 葡萄糖 O 2 2 2
葡萄糖代谢
乙酰辅酶Ａ
莽草酸
醋酸-丙二酸 途径：AA MA
甲戊二羟酸 途径：MVA 甲戊二羟酸
桂皮酸 途径
氨基酸 途径
脂肪酸 酚类
醌类
H+/OH
油
脂
酸性物质 芳香族 生物碱 N 族 甾 族
苯丙素类 黄酮 类 醌 类 鞣 质
香豆素类 木脂素类 木质素类
二次代谢 产 物
非苷类 （苷元） + 糖
碱性物质
植物甾醇 强 心 苷 皂 苷
中性物质
挥发油
脂肪族 萜 类 芳香酚类
萜 类
单 萜 倍 半 萜 二 萜 二倍半萜 三 萜 多 萜
二、天然药物化学成分
OH
(+)儿茶素
（+）表儿茶素
第二节 主要的生物合成途径
一、基本结构单位
脂肪族类 苯酚、苯 醌、蒽醌 等聚酮类 香豆素 木质素 木脂体 黄酮类 萜 甾 类 醇
C2
C H O 3
氨基酸单元
O C O N H 2 O H N H C O O O O H源自文库
C 6 C 3
H C O O 3 C H 3
糖单元
R
20 17
C
8 7
D
15
16
A
3
B
(九)生物碱
4 3 5 6
O
7 8
M e O
2 1 1 3
N
O
+ H NO
M e O O M e
N O M e O M e
9 1 2 1 1 1 0
O M e
原小檗碱
小檗碱
延胡索乙素
(十) 鞣质
单宁或鞣酸
OH HO O OH OH
OH HO O OH OH OH
第2章天然药 物活性成分 的生物合成
第一节 天然药物活性成分 一、 初生代谢和次生代谢
生物合成
一次代谢
糖、蛋白质、脂质、核酸
二次代谢/次生代谢
生物碱、黄酮、皂苷、蒽醌等
一次代谢过程：对维持植物生命活动来说是不可缺 少的过程，且几乎存在于所有的绿色植物中。 一次代谢产物：指糖、蛋白质、脂质、核酸等。
这两条途径合成萜类及甾体化合物（动物体内缺乏脱氧木酮糖 磷酸酯，仅利用MVA途径）。 MVA途径由乙酰辅酶A生成甲戊二羟酸（MVA），在ATP作用下 ，再进一步生成焦磷酸二甲烯丙酯（DMAPP）、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 （异戊烯基）单位的化合 物：
鞣质 糖类 有机酸 三萜皂苷
甾体类
分类
醌类 生物碱
苯丙素类
萜类和挥发油
黄酮类
(一) 糖类
Carbohydrates，是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。 单糖 低聚糖 多糖
O H O O ,H O H H H O O H O H O H O ,H O H H O H O H O O H O O ,H O H H O H
D-葡萄糖
D-甘露糖
D-半乳糖
例如：糖 + 苷元 苷 (明显的生理活性)
(二)有机酸类 有机酸类 （Organic acids）是分子结构中含有羧基（一COOH）的化合物。在中 草药的叶、根、特别是果实中广泛分布，如乌梅、覆盆子等。常见的植物中的有机 酸有脂肪族的一元、二元、多元羧酸如酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸 （即维生素C）等，亦有芳香族有机酸如苯甲酸、水杨酸、咖啡酸（Caffelc acid）等。 除少数以游离状态存在外，一般都与钾、钠、钙等结合成盐，有些与生物碱类结合 成盐。脂肪酸多与甘油结合成酯或与高级醇结合成蜡。有的有机酸是挥发油与树脂 的组成成分。
焦磷酸二甲烯丙酯 萜类、三萜、 甾体
苯丙氨酸 （酪氨酸） 苯丙素类、 黄酮 鞣质类
生物碱
二、生物合成途径
（一）乙酸-丙二酸途径（acetate-malonate pathway, AA-MA途径）
这一途径主要生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。 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：
香豆素
伞形花内酯
(五) 黄酮类化合物
8 7 6 5 4 3 6' 5' 1 2' 2 1' 3' 4'
O
O
(六) 萜类和挥发油
O HO O
OH
OH
HO H C H2O H
薄荷醇
龙脑
穿心莲内酯
(七) 三萜类化合物
三萜皂苷 酸性皂苷
R2O HO
12
H
20
R1 O
(八) 甾体类化合物
12 11 19 1 2 10 5 4 6 9 18 13 14
(三) 醌类化合物
OH O OH
R1 O
R2
(四) 苯丙素类化合物 苯丙素是天然存在的一类苯环与三个直链碳连接（C6-C3基团）构成的化合物
2 1
7
8 β 8'
9γ
5 6 7 8
4 3
3 4 5 6 1' 6' 5'
α
7'
9'
O O2
1
H O
O O
g l c O O O O H
daphnin
2' 3' 4'