化学成分与生物合成途径的关系
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)。
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。
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。
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途径如下：
COOH COOH COOH NH2 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
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
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
（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
(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
（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
第一部分 天然药物化学成分的分类及 其生物合成途径
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。
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
wenku.baidu.com
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 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
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
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
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。
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。
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途径如下：
COOH COOH COOH NH2 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
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
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
（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
(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
（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
第一部分 天然药物化学成分的分类及 其生物合成途径
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。
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
wenku.baidu.com
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 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
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
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