化学成分与生物合成途径的关系.ppt
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1、化学成分与生物合成途径的关系现在学习的是第1页,共42页1、乙酸乙酸-丙二酸(丙二酸(AA-MA)途径)途径2、甲戊二羟酸(甲戊二羟酸(MVA)途径途径3 3、莽草酸及桂皮酸途径、莽草酸及桂皮酸途径4 4、氨基酸途径、氨基酸途径 5、复合途径、复合途径一、一、天然药物化学成分的生物合成途径天然药物化学成分的生物合成途径现在学习的是第2页,共42页 (一)(一) 乙酸乙酸-丙二酸(丙二酸(AA-MA)途径)途径 多以乙酰辅酶多以乙酰辅酶A A为起始物质,丙二酸单酰辅酶为起始物质,丙二酸单酰辅酶A A起延伸碳链的作用。通起延伸碳链的作用。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
2、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 )。)。 1.1.脂肪酸类脂肪酸类 乙酰辅酶乙酰辅酶A A为起始物质,丙二酸单酰辅酶为起始物质,丙二酸单酰辅酶A A起延伸碳链的作用起延伸碳链的作用。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。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脂肪酸为偶数。如果起始物质为丙酰辅酶A A则产生碳链为奇数的脂肪酸。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直线聚合后直线聚合
3、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。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。 3.3.醌类在乙酸醌类在乙酸- -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。类化合物。现在学习的是第3页,共42页CH3COOHCOOHH2CCOOHCH3COSCoACOSCoAH2CCOOHCH3COACP乙酰CoA羧化酶ATPADP乙乙酰酰辅辅酶酶A丙丙二二酸酸单单酰酰辅辅酶酶ACOACPH2CCOOHCH3COCH2COACP缩缩合合NADPHNADPCH3CH2CH2COACPCOACPH2CCOOH还还原
4、原+ +缩缩合合(C4单单位位)CH3COCH2COCH2COACP(C6单单位位)CH3(CH2)nCOOH(Cn+2单单位位)还还原原缩缩合合脂脂肪肪酸酸缩缩合合COACPH2CCOOH+ +OHOHHOCH3OOOOCH3HOCH3COCH2COCH2CO-EnzOOOHOHHOCH3OOOOOCH3OOEnz乙乙酸酸丙丙二二酸酸酚酚类类醌醌类类现在学习的是第4页,共42页(二)二) 甲戊二羟酸(甲戊二羟酸(MVA)途径途径 起始物质为起始物质为MVAMVA,在,在ATPATP作用下,按如下路线合成。作用下,按如下路线合成。萜类、萜类、甾类化合物均由这一途径生成。甾类化合物均由这一途径生
5、成。 OPPCO22ATP2ADP(HMG CoA)2NADPH2NADPCH3COSCoASCoAOOHOOCSCoAHOOHOOCOHHO(MVA)CH3COSCoACH3COSCoAHOOCOPPHOATPADPOPPOPP(IPP)(DMAPP)焦磷酸香叶酯GPP(C10)单单萜萜现在学习的是第5页,共42页OPPOPPOPP焦磷酸香叶酯GPP(C10)+ +IPP+ +IPP焦磷酸金金合合欢欢酯FPP(C15)焦磷酸香叶基香叶酯(C20)GGPP(C20)焦磷酸香叶基金合欢酯GFPP(C25)OPP+ +IPP单单萜萜倍倍半半萜萜二二萜萜二二倍倍半半萜萜三三萜萜甾甾体体现在学习的是第
6、6页,共42页(三三) 莽草酸途径莽草酸途径 具有具有C6-C3及及C6-C1基本结构的化合物由这一途径衍化生成。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酸,再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含C6-C3及及C6-C1结构的结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、香豆素类等。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,再由桂皮此途径由莽草酸通过苯丙氨酸,生成桂皮酸,再由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物。现也被称为桂皮酸途
7、径酸生成各种苯丙素类化合物。现也被称为桂皮酸途径 。以香。以香豆素生合成简图示意本途径如下:豆素生合成简图示意本途径如下:现在学习的是第7页,共42页OHOHOHCOOHCOOHHNH2COOHOO香豆素香豆素莽草酸莽草酸苯丙氨酸苯丙氨酸桂皮酸桂皮酸OOCOOHOglcandcoumarinslignanslignansCOOHNH2COOHCOOHHOHOHOCOOHHOOHOHCH2OHHOHOCOOHHOHOCOOHHOOCH3CH2OHHOOCH3COOHHOHOOH现在学习的是第8页,共42页 (四四) 氨基酸途径氨基酸途径 大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸,如鸟氨酸大多数
8、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、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等,经脱羧成为胺类, 再经再经过一系列化学反应过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、重排等甲基化、氧化、还原、重排等) 生成各种生物碱。生成各种生物碱。 现在学习的是第9页,共42页( (五五) )复合途径复合途径 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物的A A环和环和B
9、 B环分别由乙酸环分别由乙酸- -丙二酸途径和莽草酸途径生成,再在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途径及莽草酸途径或乙酸- -丙二酸途径。丙二酸途径。 现在学习的是第10页,共42页1、糖类:单糖、寡糖、多糖。、糖类:单糖、寡糖、多糖。2、醌类化合物:苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌。、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。、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、
10、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;黄烷黄酮;查尔酮,二氢查尔酮;橙酮;花色素;黄烷-3-醇,黄烷醇,黄烷-3,4-二醇;双黄酮,口山酮(双苯吡酮),高异黄酮等。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。、鞣质:可水解鞣质、缩合鞣质和复合鞣质。二、天然药物化学成分的结构分类二、天然药物化学成分的结构分类现在学习的是第11页,共42页6、萜类和挥发油:单萜,倍半萜,二萜,二倍半萜;挥发油。、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。、三萜类化合
11、物:四环三萜,五环三萜。7、甾体类化合物:强心苷,甾体皂苷,、甾体类化合物:强心苷,甾体皂苷,C21载体,植物甾醇,胆汁酸,载体,植物甾醇,胆汁酸,昆虫变态激素等。昆虫变态激素等。9、生物碱:来源鸟氨酸,赖氨酸,苯丙氨酸、生物碱:来源鸟氨酸,赖氨酸,苯丙氨酸/酪氨酸,色氨酸,组氨酸,酪氨酸,色氨酸,组氨酸,邻氨基苯甲酸,萜类,甾体的生物碱等。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。、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,、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。非核糖体
12、肽。现在学习的是第12页,共42页(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):29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 现在学习的是第13页,共42页(二)醌类化合物(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。要包括总称。要包括:苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌。苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌。OOOMeMeOO
13、O对苯醌邻苯醌OOCH3(CH2-CH=C-CH2)n-HMeOMeOCH3辅酶Q10(n=10)苯苯 醌:醌:现在学习的是第14页,共42页OOOHOOOO胡桃醌(胡桃醌(-萘醌)萘醌) -萘醌萘醌 amphi - 萘醌萘醌萘萘 醌醌 : (1 1,4 4)萘醌)萘醌 (1 1,2 2)萘醌)萘醌 amphiamphi(2 2,6 6)萘醌)萘醌现在学习的是第15页,共42页举例:举例:CHCH2CH=OOOHOHRCCH3CH3OOCH3Hn 维生素K1(n=3)紫草素R=OH现在学习的是第16页,共42页菲菲 醌醌: 邻菲醌、对菲醌邻菲醌、对菲醌OOOHRROOOCHCH3CH2OH丹参
14、醌A R1=CH3 丹参醌B R1=CH2OH 丹参新醌甲R=丹参新醌乙R= 丹参新醌丙R= CHCH3CH3 CH3现在学习的是第17页,共42页21367854OO1091、4、5、8 位2、3、6、7 位9、10 meso位,中位蒽蒽 醌:醌:OOH蒽酮蒽酚HOOHOOHOOHCOOHCOOHglcglc现在学习的是第18页,共42页(三)苯丙素类化合物(三)苯丙素类化合物 苯丙素类是指基本母核具有一个或几个苯丙素类是指基本母核具有一个或几个C6-C3单元的天单元的天然有机化合物类群。然有机化合物类群。 狭义苯丙素类化合物是指简单苯丙素类、香豆素类、狭义苯丙素类化合物是指简单苯丙素类、香
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- 化学成分 生物 合成 途径 关系
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