次級代謝產(chǎn)物全

1、初級代謝與次級代謝初級代謝與次級代謝初級代謝：初級代謝：是許多生物都具有的生物化學(xué)反應(yīng)，例如能量代謝及氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸的合成等，均稱為初級代謝（primary metabolism） 稱為初級代謝產(chǎn)物是維持生物生命活動和營養(yǎng)的必需物質(zhì)必需物質(zhì)。次級代謝：次級代謝：次級代謝是在一定的生長時期（一般是穩(wěn)定生長期），生物以初級代謝產(chǎn)物為前體合成的對生物本身的生命活動沒有明確功能沒有明確功能的物質(zhì)的過程。次級代謝產(chǎn)物u次級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物： 植物體中還有許多由糖類等有機物代謝衍生出來的物質(zhì)，分苯丙素類、醌類、黃酮類、苯丙素類、醌類、黃酮類、單寧類、萜類、甾體及其甙、生物堿單寧類、萜類、甾體及其

2、甙、生物堿七大類。 。稱為次級代謝產(chǎn)物（secondary product） 次級代謝產(chǎn)物合成的主要途徑次級代謝產(chǎn)物合成的主要途徑 次級代謝產(chǎn)物儲存在液泡液泡或細(xì)胞壁中細(xì)胞壁中，是代謝的最終最終產(chǎn)物產(chǎn)物，除了極少數(shù)外，大部分不再參加代謝活動。 次級代謝產(chǎn)物科分為三類：萜類、酚類和含氮次級代謝產(chǎn)物。第二節(jié)第二節(jié) 萜類萜類萜類（terpene）是以異戊二烯異戊二烯為單位組成的。 有單貼、倍半萜、雙貼、三萜、 四萜和多萜之分。桂葉烯（單萜）桂葉烯（單萜）棉酚（倍半萜二聚物）棉酚（倍半萜二聚物）萜類的生物合成萜類的生物合成 萜類的生物合成有兩條途徑：甲羥戊酸途徑甲羥戊酸途徑和甲基赤蘚醇磷酸途徑甲基赤蘚

3、醇磷酸途徑，兩者都形成異戊烯焦磷酸（IPP），然后進一步合成萜類，所以IPP亦稱為“活躍異戊二烯”。萜類的功能萜類的功能l影響植物的生長發(fā)育。l防止植物被哺乳動物和昆蟲吞食。l藥用或工業(yè)原料。第三節(jié)第三節(jié) 酚類（酚類（phenol）l酚類酚類是芳香族環(huán)上的氫原子被羥基或功能衍生物取代后生成的化合物，種類繁多是重要的次級代謝產(chǎn)物之一。苯酚酚類化合物的種類酚類化合物的種類肉桂酸（簡單苯丙酸類化合物）肉桂酸（簡單苯丙酸類化合物）酚類的生物合成酚類的生物合成l植物的酚類化合物是通過多條途徑合成的，其中以莽草酸途徑莽草酸途徑（酚類合成的中心）為主。簡單酚類簡單酚類 簡單苯丙酸類簡單苯丙酸類、苯丙酸內(nèi)酯苯

4、丙酸內(nèi)酯和苯甲酸衍生物苯甲酸衍生物屬于簡單分類。它們廣泛分布于維管植物。其中許多在植物防御食草昆蟲和真菌侵襲防御食草昆蟲和真菌侵襲中起重要功能。 木質(zhì)素木質(zhì)素（lignin）：在植物體中的）：在植物體中的數(shù)量很大數(shù)量很大，僅次于，僅次于纖維素，是植物體中的重要組成物質(zhì)。是簡單分類的纖維素，是植物體中的重要組成物質(zhì)。是簡單分類的醇衍生物（香豆醇、松柏醇、芥子醇、五羥基阿魏醇）醇衍生物（香豆醇、松柏醇、芥子醇、五羥基阿魏醇）的聚合物，木質(zhì)素的成分因植物種類不同而有差異。的聚合物，木質(zhì)素的成分因植物種類不同而有差異。傘形酮（苯丙酸內(nèi)酯類化合物）木質(zhì)素木質(zhì)素l物體中的木質(zhì)素數(shù)量很大，僅次于纖維素，具僅

5、次于纖維素，具有機物的第二位有機物的第二位。木質(zhì)素是植物體重要組成物質(zhì)，廣泛分布于植物界。木質(zhì)素是簡單酚類的醇衍生物（如香豆醇、松柏醇、芥子醇，5-羥基阿魏酸）的聚合物，其成分因植物種類而異，單子葉植物（尤其是和谷類）的木質(zhì)素則含有極多的香豆醇。 木質(zhì)素的生物合成是以苯丙氨酸和酪氨酸為起點的。首先，苯丙氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣鹌に幔鹌に岷屠野彼嵊址謩e轉(zhuǎn)變?yōu)?香豆酸，然后，4香豆酸形成了咖啡酸、阿魏酸、5羥基阿魏酸和芥子酸，它們分別與乙酰COA結(jié)合，相應(yīng)的被催化為高能COA硫脂衍生物，進一步被還原為相應(yīng)的醛，在被脫氫酶還原為相應(yīng)的醇，即4香豆醇、松柏醇，5羥基阿魏醇和芥子醇。上述4種醇類是組成木質(zhì)素的基本

6、單位，他們是在細(xì)胞質(zhì)中形成的，經(jīng)過糖基化作用，進一步形成葡萄香豆醇、松柏苷、5-羥基阿魏苷和丁香苷，再通過質(zhì)膜運輸?shù)郊?xì)胞壁，在糖苷酶作用下釋放出相應(yīng)的單體（醇），最后這些單體經(jīng)過氧化和聚合作用形成木質(zhì)素。黃酮類黃酮類l植物酚類化合物另一大類植物是類黃酮類黃酮。它是兩個芳香環(huán)被三碳橋聯(lián)起來的15碳化合物，其結(jié)構(gòu)來自兩個不同的生物合成途徑。一個芳香環(huán)（B）和橋是從苯丙氨酸轉(zhuǎn)變來的，而另一個芳香環(huán)（A），則來自丙二酸途徑。類黃酮是由苯丙酸、p-香豆酰COA和3個苯二酰COA分子在查兒酮合酶催化下縮合而成的。l類黃酮類可分為4種，即花色素苷、黃酮、黃花色素苷、黃酮、黃酮醇和異黃酮酮醇和異黃酮功能：功能

7、：l1呈現(xiàn)顏色呈現(xiàn)顏色 植物的色素主要有兩類：類胡蘿卜素和類胡蘿卜素和類黃酮。類黃酮。l2防御傷害 黃酮類和黃酮醇類不只存在于花器官，也存于綠葉中，由于這兩類物質(zhì)積累在葉和莖的表皮層，吸收紫外線B（UVB，280320nm）,因此避免了細(xì)胞受到強烈UVB的傷害。l異黃酮類屬于類黃酮，具有不同的功能，例如魚藤根中的魚藤酮有很強的殺蟲作用，植物受細(xì)菌或真菌侵染后形成的植物防御素能限制病原微生物進一步擴散。鞣質(zhì)鞣質(zhì)l在植物酚類多聚體中具有防御功能的，除了木質(zhì)素外，就是鞣質(zhì)（俗名丹寧），其相對分子質(zhì)量大多數(shù)為6003000。鞣質(zhì)可分為兩類：縮合鞣質(zhì)和可水解鞣質(zhì)。縮合鞣質(zhì)是由類黃酮單位聚合而成，相對分子

8、質(zhì)量較大，是木本植物的組成成分，可被強酸水解為花色素。 鞣質(zhì)有毒，食草動物吃后明顯抑制生長。鞣質(zhì)在口腔中與蛋白質(zhì)結(jié)合，有澀味。第四節(jié)：次級含氮化合物第四節(jié)：次級含氮化合物植物次生代謝產(chǎn)物中有許多是含氮的，大多數(shù)含氮次生產(chǎn)物是從普通的氨基酸合成的。這里，著重介紹植物含氮次生含氮次生代謝產(chǎn)物中的生物堿和含氰苷代謝產(chǎn)物中的生物堿和含氰苷等，它們都具有防御功能。生物堿生物堿l生物堿是一類含氮雜環(huán)化合物，通常有一個含含N雜環(huán)雜環(huán)，其堿性劑來自含N的環(huán).目前已發(fā)現(xiàn)含有生物堿的植物將近100多個科，其中豆科、夾竹桃克、罌粟科、毛茛克、防己科、馬錢科、茄科、蕓香科、茜草科及石蒜科等多含生物堿。一科植物中常含多

9、種結(jié)構(gòu)相似的生物堿。l生物堿是植物體代代謝的中間產(chǎn)物，是有不同氨基酸衍生來的。l生物堿是合算的組成成分，又是維生素B1、葉酸和生物素的組成成分，所以具有重要的生理意義。含氰苷含氰苷l含氰苷廣泛分布于植物界，其中以豆類、禾谷類和玫瑰一些種類最多。l含氰苷本身無毒，但植物破碎后就會釋放出有揮發(fā)性的毒物氰化氫（HCN）。在完整植物中，含氰苷存在葉表皮的液泡中，而分解含氰苷的酶糖苷酶則存在葉肉中，互不接觸。當(dāng)葉片被咬碎后，含氰苷就與酶混合，含氰苷中的氰醇和糖分開，前者再在羥基腈裂解酶作用下或自發(fā)分解為酮和HCN。昆蟲和其他草食動物（如蛇、蛞蝓）取食植物后，產(chǎn)生HCN，呼吸就被抑制。 木薯塊莖含較多含氰苷，一定要經(jīng)磨碎、浸泡、干燥等過程，除去或分解大部分含氰苷后，才能食用。第五節(jié)：次生代謝的生物第五節(jié)：次生代謝的生物技術(shù)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用l花卉育種。植物花的顏色與類黃酮有關(guān)。l作物形狀改良。利用基因工程改變植物的次生代謝，可使植物合成新的植物抗毒素，以增加抗病能力，或抑制某些性狀，以提高產(chǎn)品品質(zhì)。l用植物的細(xì)胞工程與基因工程。我國的人參、紫草等植