生物合成途径资料

CORN LEAF BIGHT (VIRUS)
CITRUS CANKER (BACTERIUM)
MAIZE RUST (FUNGUS)
POTATO LEAFHOPPER (INSECT)
Physical Defenses
二、 生物合成途径
一级代谢
植物生存 必需成分
Leabharlann Baidu
葡萄糖(能量) 纤维素(生长)
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
CH3 CO CH2
丙二酸单酰辅酶A
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。
（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 （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。
赖氨酸
（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 A O B
O A O
B
查耳酮
二氢黄酮
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醋酸—丙二 酸途径。
（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；
氨基酸 途径
甲戊二羟酸
饱和 酚类 脂肪酸 蒽醌 萘醌 焦磷酸二甲烯丙酯 萜类 甾体
生物碱
●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。
植物光合作用
n / 叶绿素 CO2 H 2O h 葡萄糖 O2
小结
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 苯丙氨酸 （酪氨酸） 香豆素 黄酮 木脂素
以香豆素为例：
COOH COOH H NH2 HO OH OH COOH O O
莽草酸
苯丙氨酸
桂皮酸
香豆素
（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。
O N H
N H2 NH2
COOH
石榴皮碱
二、 生物合成途径
二、 生物合成途径
薄荷叶为什么牛不吃、虫不咬？
Chemical Defenses
OH
Menthol
menthol broadcast a smell that warns herbivores and insects that the plant is toxic to them
A TYPICAL PLANT
hn
Glycolysis
Photosynthesis
(daytime)
Respiration
(nighttime)
CO2
H 2O O2 N2
bacteria
TRACE METALS
“N ” NO2-/NO3-/NH4+ H 2O
Na, Ca, K, Mg Fe, Cu, Co, Mo
起始物质为MVA，在ATP作用 下，按如下路线合成。
O
甲戊二羟酸（MVA） HOOC
2ATP
OH
2ADP ADP O P2O5H2 O P2O5H2 CO2 ATP HOOC HO O P2O5H2
焦磷酸二甲烯丙酯
焦磷酸异戊烯酯
甲戊二羟酸-5-焦磷酸
（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。
植物生长
二级代谢
（中药化学成分的来源）
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。
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。
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。