第六章

名詞術(shù)語

初生代謝物：糖類、脂質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)是維持植物生命活動(dòng)所必需的基礎(chǔ)有機(jī)物質(zhì)，稱為初生代謝物。

次生代謝物：由糖類等有機(jī)物通過次生代謝途徑衍生出來的，稱為次生代謝物。

萜類化合物：萜類或類萜化合物是植物界中廣泛存在的一類次生代謝物，一般不溶于水，部分化合物與糖形成苷后，有一定的水溶性。

甲羥戊酸途徑：是萜類的一條合成途徑，甲羥戊酸途徑是以3個(gè)乙酰CoA分子為原料，形成甲羥戊酸。首先2分子乙酰CoA在乙酰CoA?；D(zhuǎn)移酶（AACT)作用下縮合形成乙酰乙酰CoA，后者再與乙酰CoA在3-羥基-3-甲基戊二酰CoA合酶（HMGS)作用下縮合生成3-羥基-3-甲基戊二酰CoA(HMG-CoA )。HMG-CoA在3-羥基-3-甲基戊二酰CoA還原酶（HMGR)的催化下還原為甲羥戊酸。HMGR為MVA 途徑中的限速酶和調(diào)節(jié)酶，它是降膽固醇藥物洛伐他汀類藥物的作用靶點(diǎn)。甲羥戊酸再經(jīng)過焦磷酸化、脫羧和脫水等過程，形成IPP。IPP在異構(gòu)酶催化下生成DMAPP。

紫杉醇：一種二萜類生物堿

青蒿素：是含有過氧基團(tuán)的倍半菇內(nèi)酯化合物，是我國科學(xué)家從黃花蒿植物中發(fā)現(xiàn)的高效抗瘧疾藥物。

甲基赤蘚醇磷酸途徑：是萜類的一條合成途徑，甲基赤蘚醇途徑是由糖酵解或C,途徑的中間產(chǎn)物丙酮酸和3-磷酸甘油醛，在1-脫氧-D-木酮糖–5-磷酸合酶(DXS)的催化下，縮合成1-去氧-D-木酮糖-5-磷酸(DXP),后者在DXP還原異構(gòu)酶(DXR）的作用下被還原異構(gòu)化為2-C-甲基-D-赤蘚醇-4-磷酸。

酚類化合物：是芳香環(huán)上的氫原子被羥基或其他基團(tuán)取代后生成的化合物，種類繁多，廣泛分布于植物體內(nèi)，是一類重要的次生代謝物。

黃酮類：是一類色素，黃酮類是植物的紫外光保護(hù)劑。

苯丙氨酸解氨酶：苯丙氨酸解氨酶(PAL)是控制芳香族化合物進(jìn)入初生代謝（如蛋白質(zhì)合成)或轉(zhuǎn)變?yōu)榇紊x（如酚類合成）的分支點(diǎn)，是形成酚類化合物的一個(gè)重要和關(guān)鍵的調(diào)節(jié)酶。

查爾酮合酶：是黃酮類生物合成途徑的起始和關(guān)鍵酶。

莽草酸途徑：莽草酸生物合成的最初底物是4-磷酸赤蘚糖（E4P）和磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)。二者縮合環(huán)化后經(jīng)過幾個(gè)步驟形成重要的中間產(chǎn)物莽草酸。莽草酸再與PEP作用，脫去Pi，形成分支酸。分支酸是莽草酸途徑的重要樞紐物質(zhì)，它有兩個(gè)去向:一個(gè)是經(jīng)過阿羅酸，形成苯丙氨酸和酪氨酸，另一個(gè)是走向色氨酸。

花色素苷：花色素苷是苯并吡喃的衍生物，廣泛存在于絕大部分陸生植物的液泡中（除仙人掌、甜菜外），是水溶性黃酮類色素中最重要的一類，賦予水果、蔬菜、飲料制品等花卉紅色、粉紅、藍(lán)色、紫色等五彩繽紛的顏色，特定條件下出現(xiàn)黑色。

木質(zhì)素：木質(zhì)素是一類復(fù)雜的有機(jī)聚合物，其在維管植物和一些藻類的支持組織中形成重要的結(jié)構(gòu)材料。

鞣質(zhì)：鞣質(zhì)(俗名丹寧或單寧）是多酚類聚合物，其相對分子質(zhì)量大多數(shù)為600~ 3 000。鞣質(zhì)在植物界，特別是種子植物中廣泛分布。

生物堿：生物堿是除核酸和蛋白質(zhì)及其生物合成前體(氮基酸和核苷酸）等初級代謝中的含氮化合物以外的含氮化合物。

植物干細(xì)胞：植物的分生組織中，尚未分化的分生組織細(xì)胞可稱為植物干細(xì)胞。

思考題

植物的初生代謝物如何進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)楣筋?、酚類和生物堿?

初生代謝物經(jīng)過甲羥戊酸途徑和甲基赤蘚醇磷酸途徑形成萜類，經(jīng)過丙二酸途徑和莽草酸途徑形成酚類，生物堿等含氮次級產(chǎn)物是由糖類物質(zhì)先形成含氮物質(zhì)，再形成脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸，然后由氨基酸合成的。

植物次生代謝物有哪些方面的主要用途?舉例說明。

萜類化合物對植物的作用是多方面的，包括調(diào)控植物的生長發(fā)育、促進(jìn)植物傳粉與繁殖和保護(hù)植物免受病蟲害的侵襲等還是重要的天然藥物、食品添加劑和日用化工等工業(yè)的重要原料。

許多酚類和C6一C1類衍生物是植物花和果實(shí)的香氣成分，可吸引昆蟲傳粉;有些具有抗菌和抗氧化等活性，在植物體內(nèi)起著防御食草昆蟲和真菌侵襲等作用。

植物揮發(fā)油的主要成分是什么?

揮發(fā)油成分中以萜類成分多見，另外，含有小分子脂肪族化合物和小分子芳香族化合物。揮發(fā)油中的萜類成分主要是單菇和倍半萜類化合物。其中，它們的含氧衍生物多具有較強(qiáng)的生活活性，并且是揮發(fā)油具芳香氣味的主要組成成分。

黃酮類化合物的主要結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)?

原是指以2-苯基色原酮為骨架衍生的一類化合物的總稱?，F(xiàn)泛指兩個(gè)苯環(huán)通過三個(gè)碳原子相互連接而成的一系列化合物的總稱，即具有C6-C3-C6結(jié)構(gòu)的一類化合物的總稱。在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷類或碳糖基的形式存在，也有的以游離形式存在。

生物堿的結(jié)構(gòu)與生物活性有何特點(diǎn)?

生物堿通常含有N雜環(huán)，呈堿性。少數(shù)含氮雜環(huán)的生物堿幾乎不顯堿性（如喜樹堿)，或氮原子不在環(huán)內(nèi)，也不呈堿性，如紫杉醇和秋水仙堿。生物堿類一般都有很強(qiáng)的生物活性。

提高植物次生代謝物有哪些途徑?

選擇適宜的起始材料，培養(yǎng)基成分的影響，前體的應(yīng)用，激發(fā)子的應(yīng)用，培養(yǎng)技術(shù)的選擇。

從青蒿素的發(fā)現(xiàn)過程中，你能得到哪些啟示?

略