第1部分化学成分与生物合成途径的关系
第1章 植物化学绪论
植物源农药和化学农药一样主要分为杀虫剂、杀菌剂、除草 剂等，但与后者相比具有选择性高、低毒、易降解、不易产生 抗性等优点。国内学者对植物源杀虫剂的研究一般集中在楝科、 卫矛科、柏科、豆科、菊科、唇形科、蓼科等植物。当前，植 物精油和光活化毒素（如呋喃香“0.5%印楝素杀虫乳 油”、“0.2%苦皮藤素乳油”等。 2.植物源农药的发展前景： 在人类越来越关注生活质量和环境质量的今天，大力发展 和应用选择性高、低毒、易降解、不易产生抗性的植物源农 药已逐渐成为一种趋势，市场对无公害化植物源农药的需求 量也将与日俱增。 （三）植物化学在保健食品研发中的作用
防色素斑：这类植物提取物对酪氨酸酶活有较大的阻滞率，如： 当归、桔梗、菟丝子、射干等。 抗晒作用：这类植物含有的活性成分在280mn左右有较强紫外 吸收，如：当归、薏苡、紫草、母菊、鼠李等。
防裂作用：主要是植物油脂类，常见的有：米糠油、橄榄油、 红花油、椰子油、沙棘油、茶油等。
防腐与抗氧：这类植物提取物主要有黄岑、黄柏、牛膝、白 花蛇舌草、虎杖、大黄、决明、白芍、牡丹、徐长卿等。
抑汗防臭：多数含芳香油的植物有杀菌、消毒和祛臭功能。
2.植物应用于化妆品的前景： 由于植物提取物较之化学药品，具有不良反应小、安全性高 的优点，同时价格也比较低廉，因此植物化妆品具有十分广阔 的开发和应用前景。
五、学习《植物化学》的方法
基本骨架类型及其结构特征；
各类成分的理化性质；
各类成分的提取分离方法； 各类成分的主要波谱特征。
有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的植物提取或分 离部分。
二、植物化学发展简史 我国是从天然药物中分离所含有机化学成分最早的国家。
[医学]天然药物化学总论1
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四. 天然药化的作用：
1. 探索中药防病治病的机理（有效 成分、有效部位）； 2. 阐明中药炮制现代科学依据； 3. 改进剂型、提高疗效； 4. 开辟药源、开发新药。
1、探索中药防病治病的机理 （有效成分、有效部位）
【性味功效】 辛、苦、温 散寒、平喘、利水
1、探索中药防病治病的机理 （有效成分、有效部位）
强身健体、补肾壮阳 舒筋活络等
链霉菌
放线菌
第一节 绪论
一．天然药物的概念：
动物、植物、微生物和矿物质等自然界中存 在的有药理活性的天然产物。
包括作为药物使用的生物体（如植物、动物 、昆虫及微生物等）及其部位生物提取物与榨出 物及从中分离得到的纯化合物。
?
天然药物 = 中药
药品注册分类
按种类 中药、天然药物
2. 研究内容： 主要指天然药物的化学成分（多为 有效成分）的结构特点、理化性质、提取分离方 法、结构鉴定及生合成途径。
三、天然药物的化学成分
1. 生物活性成分：经过药效实验或生物活性实验， 证明对机体有一定生理活性的成分。
2. 有效成分：天然药物中具有一定的生物活性能代 表天然药物临床疗效的单一化合物。
制法： 以上六味，苦参、百部、花椒、白
鲜皮加水煎煮二次，每次２小时，滤过， 合并滤液，浓缩至适量，加入硼砂，搅 拌使溶解，制成1000ml，药液边搅拌边 分装；雄黄粉碎成细粉，制成颗粒，另 分装成小袋，即得。
芒硝: Na2SO4.10H2O(泻热通便)
石膏: CaSO4.2H2O（清肺热）
海马:
雄黄，为硫化物类 矿物雄黄族雄黄，主含 二硫化二砷。归肝，大 肠经。有毒。解毒杀虫， 燥湿祛痰，截疟。用于 虫积腹痛，惊痫，疟疾， 痈肿，疔疮，疥癣，蛇 虫咬伤。常用量0.15～ 0.3克，入丸散用。外 用适量，研末撒或调敷 患处。
生物化学-生物体的化学组成
生物体的化学组成除了水和无机盐之外，活细胞的有机物主要由碳原子与氢、氧、氮、磷、硫等结合组成，分为大分子和小分子两大类。
前者包括蛋白质、核酸、多糖和以结合状态存在的脂质；后者有维生素、激素、各种代谢中间物以及合成生物大分子所需的氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和甘油等。
在不同的生物中，还有各种次生代谢物，如萜类、生物碱、毒素、抗生素等。
虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点，但直到今天，新物质仍不断在发现。
如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等，已成为重要的研究课题。
有的简单的分子，如作为代谢调节物的果糖-2，6-二磷酸是1980年才发现的。
另一方面，早已熟知的化合物也会发现新的功能，20世纪初发现的肉碱，50年代才知道是一种生长因子，而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体。
多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，与精胺、亚精胺等多胺被发现有多种生理功能，如参与核酸和蛋白质合成的调节，对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。
新陈代谢与代谢调节控制新陈代谢由合成代谢和分解代谢组成。
前者是生物体从环境中取得物质，转化为体内新的物质的过程，也叫同化作用；后者是生物体内的原有物质转化为环境中的物质，也叫异化作用。
同化和异化的过程都由一系列中间步骤组成。
中间代谢就是研究其中的化学途径的。
如糖元、脂肪和蛋白质的异化是各自通过不同的途径分解成葡萄糖、脂肪酸和氨基酸，然后再氧化生成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环，最后生成二氧化碳。
在物质代谢的过程中还伴随有能量的变化。
生物体内机械能、化学能、热能以及光、电等能量的相互转化和变化称为能量代谢，此过程中ATP起着中心的作用。
新陈代谢是在生物体的调节控制之下有条不紊地进行的。
这种调控有3种途径:①通过代谢物的诱导或阻遏作用控制酶的合成。
这是在转录水平的调控，如乳糖诱导乳糖操纵子合成有关的酶；②通过激素与靶细胞的作用，引发一系列生化过程，如环腺苷酸激活的蛋白激酶通过磷酰化反应对糖代谢的调控；③效应物通过别构效应直接影响酶的活性，如终点产物对代谢途径第一个酶的反馈抑制。
各类中药化学成分的生物合成途径
各类中药化学成分的生物合成途径乙酸-丙二酸途径:脂肪酸类,酚类,醌类；甲戊二羟酸途径:萜类,甾类；莽草酸途径:即桂皮酸途径,苯丙素类,木脂素类,香豆素类；氨基酸途径:生物碱类溶剂提取法（常用溶剂及极性）（1）溶剂按极性分类：三类，即亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂和水。
溶剂按极性由弱到强的顺序如下：石油醚＜四氯化碳＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜甲醇（乙醇）＜水。
甲醇（乙醇）是最常用的溶剂,能用水任意比例混合.分子大,C多,极性小,反之,大..按相似相溶原理,极性大的溶剂提取极性大的化合物提取方法①煎煮法：挥发性及加热易破坏,多糖类不宜用。
②浸渍法：不用加热，适用于遇热易破坏或挥发性成分，含淀粉或黏液质多的成分,但效率不高。
③渗漉法：效率较高。
④回流提取法:受热易破坏的成分不宜用。
⑤连续回流提取法：有机溶剂，索氏提取器或连续回流装置。
⑥水蒸气蒸馏法: 适于具挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏的。
挥发油、小分子生物碱、酚类、游离醌类等：⑥超临界萃取法:以CO2为溶剂.用于极性低的化合物，室温下工作,几乎不用有机溶剂,环保分离方法①吸附色谱：利用吸附剂对被分离化合物分子的吸附能力的差异，而实现分离的一类色谱。
硅胶用于大多数中药成分；氧化铝用于碱性或中性亲脂性成分如生物碱、萜、甾；活性炭用于水溶性物质如氨基酸、糖类和某些苷类；聚酰胺用于酚醌如黄酮、蒽醌及鞣质。
②凝胶色谱：主要是分子筛作用，根据凝胶的孔径和被分离化合物分子的大小而达到分离目的。
③离子交换色谱：基于各成分解离度的不同而分离。
主要用于生物碱、有机酸及氨基酸、蛋白质、多糖等水溶性成分的分离纯化。
④大孔树脂色谱：一类没有可解离基团，具有多孔结构，不溶于水的固体高分子物质。
它可以通过物理吸附有选择地吸附有机物质而达到分离的目的。
是反相的性质，一般被分离物质极性越大，越先被洗脱下来，极性越小，越后洗脱下来。
应用于中药有效部位或有效成分的分离富集。
生物化学
生物化学重点第一章绪论一、生物化学的的概念：生物化学（biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。
二、生物化学的发展：1．叙述生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。
2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。
就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。
3．分子生物学阶段：这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。
三、生物化学研究的主要方面：1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。
2．物质代谢：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。
其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。
3．细胞信号转导：细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。
4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。
5．遗传与繁殖：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。
第二章蛋白质的结构与功能一、氨基酸：1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。
构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。
2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：①非极性中性氨基酸(8种)；②极性中性氨基酸(7种)；③酸性氨基酸(Glu和Asp)；④碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。
二、肽键与肽链：肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。
人教版生物必修1《生物分子与化学基础》知识清单
人教版生物必修1《生物分子与化学基础》
知识清单
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知识清单，帮助学生们快速回顾研究内容。
1. 化学和生物学的关系
- 生物学研究的对象是生命现象和生命体的化学组成。
- 化学是生物学的基础，生物学和化学相辅相成。
2. 生物分子
- 生物分子是构成生命体的基本化学组成部分。
- 生物分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂质。
3. 生物分子的特性
- 蛋白质是生物体内功能最为复杂多样的生物分子。
- 核酸是存储遗传信息和控制生物体生命活动的生物分子。
- 多糖是生物体内提供能量和构建细胞壁的生物分子。
- 脂质是构成细胞膜和储存能量的生物分子。
4. 生物分子的组成和结构
- 蛋白质由氨基酸组成，具有多级结构。
- 核酸由核苷酸组成，包括DNA和RNA。
- 多糖由单糖分子通过糖苷键连接而成。
- 脂质是由甘油和脂肪酸组成的。
5. 物质的转化与能量的转化
- 生物体内发生的化学反应是一种物质的转化过程。
- 物质的转化伴随着能量的转化。
6. 酶与酶促反应
- 酶是生物体内催化化学反应的蛋白质。
- 酶促反应具有高效、专一性和调控性等特点。
7. 物质在细胞内生成的途径和调控
- 物质在细胞内生成的途径包括合成途径和降解途径。
- 物质在细胞内生成受到酶和基因的调控。
此知识清单总结了人教版生物必修1《生物分子与化学基础》的关键知识点，帮助学生们进行复和梳理。
祝研究顺利！
(字数：239)。
化学成分与生物合成途径的关系
O
O O
OH
O
胡桃醌（ａ-萘醌）
β-萘醌
amphi - 萘醌
举例：
OH O CH3 CH3
CHCH2CH= C OH O R
紫草素R=OH
O CH3
n
维生素K1（n=3）
H
O
菲 醌: 邻菲醌、对菲醌
O O O
OH O R O
R
丹参醌ⅡA R1=CH3 丹参醌ⅡB R1=CH2OH
2ATP 2ADP HO
CO2
HOOC
OPP ATP ADP
OPP
OPP
(IPP)
(DMAPP)
单萜
OPP
焦磷酸香叶酯GPP（C10）
OPP
焦磷酸香叶酯GPP（C10）
单萜
+IPP
OPP
焦磷酸金合欢酯FPP（C15）
倍半萜
三萜 甾体
+IPP
OPP
二萜
焦磷酸香叶基香叶酯（C20）GGPP（C20）
+IPP
HO
lignans
CH2OH
lignans
COOH
COOH H NH 2 COOH
HO OH
OH
O
O
莽草酸
苯丙氨酸
桂皮酸
香豆素
(四) 氨基酸途径
大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸，如鸟
氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧成为胺 类, 再经过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、重排等) 生成 各种生物碱。
（二）醌类化合物
具有不饱和环二酮结构（醌式结构）的一类化学成 分的总称。要包括:苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌。
O
中药化学第二章
2.水溶性色素：主要为醌类及黄酮类成分。此类成分多与糖成苷，故溶于水、甲醇、乙 醇，不溶或难溶于CHCl3.Et2O等亲脂性有机溶剂。 （七）鞣质 为一类复杂的可与蛋白质形成水不溶性沉淀的多元酚类化合物，又称单宁或鞣 酸。植物界分布广泛，一般为无定形粉末（极少结晶），可溶水、EtOH、Me2CO、 Et2O－EtOH、EtOAc，不溶于乙醚，氯仿等亲脂性有机溶剂.可与蛋白质、重金属盐、 多种生物碱盐、钙盐等生成水不溶性沉淀。 鞣质有一定的收敛、抑菌、止血、止泻作用，但除提取制革用或某种抑菌用鞣质外， 多作无效成分除去（加明胶，氨水调pH值，聚酰胺吸附等）。 （八）生物碱 为一类生物体（早期主要指植物）存在的含氮有机化合物。多为结晶，多具碱性，多 能与酸成盐。游离生物碱多不溶或难溶于水，溶于EtOH、Me2CO、Et2O、CHCl3、苯等有机 溶剂。生物碱盐多溶于水、，不溶或难溶于Et2O、CHCl3、苯等有机溶剂。多具有较强的生
现也被称为桂皮酸途径（cinnamic acid phthway），具有C6-C3及C6-C1基本结构的 苯丙素类、木脂素类、香豆素类等化合物由这一途径衍化生成，如。
(四)
氨基酸途径(amino acid pathway)
大多数生物碱类成分由此途径生成。
(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。如查耳酮类、二氢黄酮类化合 物的A环和B环分别由乙酸-丙二酸途径和莽草酸途径生成。某些萜类生物碱则来自甲戊二 羟酸途径及莽草酸途径和乙酸-丙二酸复合途径。
二、 各类中药化学成分的主要生物合成途径
据有关文献统计，地球上发现的植物有27万种，从中分离出的天然有机化合物近10 万个（包括部分合成衍生物），植化学家们在对这些浩繁的天然有机化合物进行结构测 定和分类时发现，同科属的植物往往含有相同或相近结构的化合物，而同种结构类型化 合物的基本碳架中则存在着相同结构单位，例如
绪论第二章生物合成课件
5）从天然药物中研制高质量的保健品
★ 提供中药炮制的现代科学根据
1）炮制的目的： 增强疗效，降低毒副作用、便于贮藏和运输；
2）研究炮制前后成分的变化，以利于阐明炮制原理； 3）改进传统炮制方法
例：黄芩，清热解毒 南方：黄芩有小毒，必须以冷水浸泡至色 变绿去毒后，再切制成饮片 北方：黄芩遇冷水变绿影响质量，必须用 热水煮后切成片，以色黄为佳
第一章 绪论
1.7 天然药物化学成分的类别 （自学）
1）化学结构分类法：
依据分子的骨架结构（skeleton sructure）分类
2）生理活性分类法：
依据生理活性分类，如：激素、强心苷、维生素等
3）来源分类法：
依据植物来源分类，如：鸦片生物碱、人参皂苷等
4）生源分类法：
依据生物合成来源分类
5）生源结合化学分类法
OCH3
2）具有一定的理化常数
3）具有明确治疗作用
2）有效部位（Effective fraction，or part）
指天然药物中具有治疗作用的一类或数类化学成分的 总称，如：总生物碱、总皂苷、或某个极性部分等。
3）无效成分（Ineffective fraction，or part）
与有效成分共存的无药效作用或其他毒副作用。
3.1 国际发展史
1） 天然药物化学的建立与形成
舍勒 (K. W. Sheller)
1769 1775 1778
1785
酒石酸(酒石) 苯甲酸(安息香) 乳酸(酸乳)
苹果酸(苹果)
观点1: “植物中只有酸性物质”
卢勒 (Rouelle) 柏格曼 (Bargmann)
天然产物化学第一章重点知识总结
第一章总论第一部分绪论（天然产物化学）定义:《天然药物化学》是一门运用现代化科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。
内容：内容包括各类天然产物的化学成分(主要是生理活性成分或药效成分)的结构类型，物理化学性质、提取分离方法，以及主要类型化学成分的鉴定和生物合成途径等名词解释：1）生物活性成分（bioactive components)：是经过不同程度药效学试验或生物学活性试验，证明对机体具有一定生理作用的成分。
包括有益的和有害的。
（2）有效成分(active components) :具有生物活性且能起到防治疾病作用的化学成分（3）无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。
（4）有效部位(active fraction)：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。
如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏总黄酮等。
（5）有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。
（6）单体：即化合物,指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质第二部分生物合成一次代谢绿色植物→光合作用→将CO2与H2O合成为糖类→代谢出ATP、NADPH、核糖、丙酮酸等→代谢成核酸、蛋白质、脂质类等一次代谢产物（primary metabolites）【又称为初级代谢产物】糖、蛋白质、脂质、核酸等对生物机体生命活动来说不可缺少的物质。
二次代谢生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程二次代谢产物（secondary metabolites）生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂，对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素，毒素，萜类，激素，色素等【二次代谢过程并非在所有的生物中都能发生】生物合成途径（一）、常见的生物合成基本结构单元：C1单元多来源于L-蛋氨酸的S-甲基。
成分的形成机理与合成生物学研究
成分的形成机理与合成生物学研究一、成分的形成机理成分是指生物体内的化学物质，包括有机物和无机物。
这些成分的形成机理包括以下几个方面：1. 生物合成：生物体内的许多化学物质都是通过生物合成途径合成的。
例如，氨基酸是蛋白质的组成部分，而氨基酸的合成则是通过生物合成途径完成的。
2. 摄取和代谢：生物体内的某些成分是通过摄取外界物质而得到的，例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳和水，合成有机物质。
而动物则通过食物摄取获得营养物质。
3. 分解和代谢：生物体内的某些成分是通过分解和代谢产生的，例如，蛋白质在体内被分解成氨基酸，然后再通过代谢途径产生能量。
4. 化学反应：生物体内的某些成分是通过化学反应形成的。
例如，DNA分子中的核苷酸是通过化学反应形成的。
二、合成生物学研究合成生物学是一门新兴的交叉学科，它将工程学、计算机科学和生物学等多个领域的知识结合起来，旨在构建人造生物系统，以实现特定的功能。
合成生物学的研究内容包括以下几个方面：1. 设计生物系统：合成生物学的主要目标是设计和构建人造生物系统，以实现特定的功能。
这些生物系统可以是单细胞生物，也可以是多细胞生物。
2. 合成基因组：合成生物学的另一个重要方向是合成基因组。
通过合成基因组，可以构建出具有特定功能的生物系统。
3. 生物传感器：合成生物学还可以用于构建生物传感器，以检测环境中的特定物质或条件。
4. 生物药物：合成生物学还可以用于生产生物药物。
通过合成基因组，可以构建出生产特定药物的生物系统。
总之，合成生物学的研究为我们提供了一种新的思路，可以通过构建人造生物系统来实现特定的功能，这对于生物医学、环境保护等领域具有重要意义。
生态系统的成分间关系
分解者 将有机物分解为无机物的生物 必要成分 异养生物 细菌和真菌、腐生动物等
1、生态系统存在的基础是_______________________, 主要成分是 非生物的物质和能量 _________ 生产者 ，必需生物成分是_________ 生产者 和_________., 分解者
生产者 ，处于第三 2、食物链中处于第一营养级的生物一定是_________ 营养级的一定是____________________________ 。 次级消费者
3、生态系统中形成食物网的原因是生物之间有_________ 食物 关系。 物质循环 食物链 和_______ 食物网 ，是___________ 4、生态系统的营养结构指________ 和能量流动 ___________的渠道。 生产者 5、能为生态系统提供物质和能量的成分是___________ ，能够把 生物体内的有机物分解成CO2并释放到无机环境中去的生物有 生产者 、____________ 消费者 分解者 分解者 。 ________ 、___________ ，主要是_________ 6、在生态系统中，当狼捕食山羊时，它是 ___ 次 级消费者，第____ 三 营养级。
一 生 态 系 统 的 结 构
生物化学与分子生物学蛋白质生物合成
蛋白质生物合成体系
基本原料：20种编码氨基酸 模板：mRNA 适配器：tRNA 装配机：核蛋白体 主要酶和蛋白质因子：氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等 能源物质：ATP、GTP 无机离子：Mg2+、 K+
一、mRNA是蛋白质合成的信息模板
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。
二、氨基酰-tRNA通过其反密码子与mRNA中对应的密码子互补结合
tRNA的作用
运载氨基酸：氨基酸各由其特异的tRNA携带，一种氨基酸可有几种对应的tRNA，氨基酸结合在tRNA 3ˊ-CCA的位置，结合需要ATP供能； 充当“适配器”：每种tRNA的反密码子决定了所携带的氨基酸能准确地在mRNA上对号入座。
有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P位；促进tRNA卸载与释放
释放因子
RF-1
特异识别UAA、UAG，诱导转肽酶转变为酯酶
RF-2
特异识别UAA、UGA，诱导转肽酶转变为酯酶
RF-3
具有GTP酶活性，介导RF-1及RF-2与核糖体的相互作用
参与真核生物翻译的各种蛋白质因子及其生物学功能
eIF-4B
结合mRNA，促进mRNA扫描定位起始AUG
eIF-4E
eIF-4F复合物成分，识别结合mRNA 的5帽结构
eIF-4G
eIF-4F复合物成分，结合eIF-4E、eIF-3和PAB
eIF-5
促进各种起始因子从小亚基解离
eIF-6
促进大、小亚基分离
延长因子
eIF1-α
促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分解GTP，相当于EF-Tu
反应过程
化学与生物的相互关系
某些生物体具有天然的或后天获得的抗性机制，能够抵抗某些化学物质的毒性作用，保护机体免受损害。这些抗 性机制可能包括细胞壁屏障、酶活性改变、基因突变等。
化学与生物在环境保护中的应
05
用
化学污染物在环境中的行为及归宿
迁移转化
化学污染物在环境中会发生迁移和转化，包括物理迁移（如扩散、对流等）、化学转化（如氧化、还 原、水解等）和生物转化（如生物降解、生物富集等）。
光合作用与能量储存
光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并储存能量的过 程。光合作用产生的有机物不仅为生物体提供能量，还是生物体重要的结构成分。
生物体内的代谢途径及调控
糖代谢途径及调控
糖代谢是生物体内糖类物质的代谢过程，包括糖酵解、糖异生和糖原合成等途径。糖代谢的调控涉及多个酶和激素的 作用，以维持血糖水平的稳定和能量的供需平衡。
02
核酸的结构与功能
核酸是生物体内遗传信息的携带者，包括DNA和RNA两种类型。DNA
主要存在于细胞核中，负责储存和传递遗传信息；RNA则在蛋白质合成
过程中发挥重要作用。
03
糖类的结构与功能
糖类是生物体内重要的能量来源和结构成分，包括单糖、双糖和多糖等
。糖类的功能包括提供能量、参与细胞识别和信号传导等。
纳米诊断
开发高灵敏度和高特异性的纳米生物 传感器和诊断试剂，实现疾病的早期 诊断和个性化治疗。
谢谢聆听
生物体内的能量转化与利用
ATP与能量转化
ATP是生物体内的“能量货币”，通过水解反应释放能量供生物体使用。生物体内的能量 转化过程往往与ATP的合成和水解密切相关。
呼吸作用与能量产生
呼吸作用是生物体内将有机物氧化分解并释放能量的过程，包括有氧呼吸和无氧呼吸两种 类型。有氧呼吸产生的能量更多，是生物体主要的能量来源。
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ATP CH3COSCoA
乙酰辅酶A
ADP
乙酰CoA羧化酶 丙二酸单酰辅酶A
COOH H2C COSCoA
CH3COOH 乙酸
COOH H2C COOH 丙二酸
CH3COACP
缩合
COOH H2C COACP
(C4单位)
CH3COCH2COACP
还 原
+
COOH H2C COACP
缩合
CH3COCH2COCH2CO-----Enz O
6、萜类和挥发油：单萜，倍半萜，二萜，二倍半萜；挥发油。
8、三萜类化合物：四环三萜，五环三萜。 7、甾体类化合物：强心苷，甾体皂苷，C21载体，植物甾醇， 胆汁酸，昆虫变态激素等。 9、生物碱：来源鸟氨酸，赖氨酸，苯丙氨酸/酪氨酸，色氨酸，
组氨酸，邻氨基苯甲酸，萜类，甾体的生物碱等。
10、苷类化合物：氧苷、氮苷、硫苷、碳酐。 11、其他成分：脂肪酸，有机含硫化合物，氨基酸、多肽、蛋 白质，非核糖体肽。
HO
lignans
CH2OH
lignans
COOH
COOH H NH 2 COOH
HO OH
OH
O
O
莽草酸
苯丙氨酸
桂皮酸
香豆素
(四) 氨基酸途径
大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸，如鸟
氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧成为胺 类, 再经过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、重排等) 生成 各种生物碱。
O
CH3
（二）
甲戊二羟酸（MVA）途径
起始物质为MVA，在ATP作用下，按如下路线合成。 萜类、甾类化合物均由这一途径生成。
CH3COSCoA CH3COSCoA O O 2NADPH HO CH3COSCoA SCoA HO O
HOOC
SCoA (HMG CoA)
HOOC
(MVA)
OH
2NADP
（二）醌类化合物
具有不饱和环二酮结构（醌式结构）的一类化学成 分的总称。要包括:苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌。
O
O
OMe
苯 醌：
MeO
O
对苯醌
O MeO MeO O CH3 CH3
O
邻苯醌
辅酶Q10（n=10）
(CH2-CH=C-CH2)n-H
萘 醌：
ａ—（1，4）萘醌 β —（1，2）萘醌 amphi—（2，6）萘醌
O O
O
O O
OH
O
胡桃醌（ａ-萘醌）
β-萘醌
amphi - 萘醌
举例：
OH O CH3 CH3
CHCH2CH= C OH O R
紫草素R=OH
O CH3
n
维生素K1（n=3）
H
O
菲 醌: 邻菲醌、对菲醌
O O O
OH O R O
R
丹参醌ⅡA R1=CH3 丹参醌ⅡB R1=CH2OH
丹参新醌甲R= 丹参新醌乙R= 丹参新醌丙R=
OPP
二倍半萜
焦磷酸香叶基金合欢酯GFPP（C25）
(三) 莽草酸途径
具有C6-C3及C6-C1基本结构的化合物由这一途径衍 化生成。如由此途径生成的苯丙氨酸，经脱氨及氧化反 应等分别生成桂皮酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各
种含C6-C3及C6-C1结构的天然化合物如苯丙素类、木脂
素类、香豆素类等。 此途径由莽草酸通过苯丙氨酸，生成桂皮酸，再
(五)复合途径
许多二级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。如查耳酮 类、二氢黄酮类化合物的 A 环和 B 环分别由乙酸 -丙二酸途 径和莽草酸途径生成，再在各种酶作用下生成黄酮。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乙酸
-丙二酸途径。
二、天然药物化学成分的结构分类
2ATP 2ADP HO
CO2
HOOC
OPP ATP ADP
OPP
OPP
(IPP)
(DMAPP)
单萜
OPP
焦磷酸香叶酯GPP（C10）
OPP
焦磷酸香叶酯GPP（C10）
单萜
+IPP
OPP
焦磷酸金合欢酯FPP（C15）
倍半萜
三萜 甾体
+IPP
OPP
二萜
焦磷酸香叶基香叶酯（C20）GGPP（C20）
+IPP
由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物。现也被称为桂皮酸
途径 。以香豆素生合成简图示意本H2 OH HO COOH HO HO OH CH2OH COOH HO COOH Oglc HO
coumarins
HO
O
O
and
HO COOH HO OH HO OCH3 COOH HO OCH3 HO
（一）糖类化合物
糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚
合物的总称。
1、单糖：不能再被简单地水解成更小分子的糖。掌 握知识：相对构型，绝对构型。
2、寡糖（低聚糖）：2—9个单糖分子通过苷键聚合
而成的糖。 3、多聚糖：又称多糖，是由10个以上的单糖分子通 过苷键聚合而成，分子量较大，一般由几百个甚至几万 个单糖分子组成
一、天然药物化学成分的生物合成途径
1、乙酸-丙二酸（AA-MA）途径 2、甲戊二羟酸（MVA）途径
3、莽草酸及桂皮酸途径
4、氨基酸途径
5、复合途径
（一） 乙酸-丙二酸（AA-MA）途径
多以乙酰辅酶A为起始物质，丙二酸单酰辅酶A起延伸碳链的作 用。通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物（聚酮类 化合物 ）。 1.脂肪酸类 乙酰辅酶A为起始物质，丙二酸单酰辅酶A起延伸 碳链的作用。由缩合和还原两个反应交叉进行，生成各种长碳链的 脂肪酸，得到的饱和脂肪酸为偶数。如果起始物质为丙酰辅酶 A 则 产生碳链为奇数的脂肪酸。 2.酚类 这类物质生物合成过程中只发生缩合反应。乙酰辅酶 A直线聚合后再进行环合生成各种酚类化合物，其特点是具有间苯 酚样结构。 3. 醌类 在乙酸 - 丙二酸途径中，由多酮环合生成各种醌类化 合物或聚酮类化合物。
1、糖类：单糖、寡糖、多糖。
2、醌类化合物：苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌。
3、苯丙素类化合物：简单苯丙素、香豆素和木脂素。 4、黄酮类化合物：黄酮（醇），二氢黄酮（醇），异黄 酮，二氢异黄酮；查尔酮，二氢查尔酮；橙酮；花色 素；黄烷-3-醇，黄烷-3,4-二醇；双黄酮，口山酮（双 苯吡酮），高异黄酮等。 5、鞣质：可水解鞣质、缩合鞣质和复合鞣质。
CH3
NADPH NADP
OH O
CH3CH2CH2COACP
缩 合
O HO
O CH3
+
COOH H2C COACP
HO 酚类 O O O O O
OH
(C6单位)
CH3COCH2COCH2COACP
还原 缩合
O
OH OH O
(Cn+2单位)
CH3(CH2)nCOOH 脂肪酸
O Enz
CH3
HO 醌类