次级代谢产物全专家讲座.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,初级代谢与次级代谢,初级代谢：,是许多生物都含有生物化学反应，比如能量代谢及氨基酸、蛋白质、核酸合成等，均称为初级代谢（primary metabolism）,称为初级代谢产物是维持生物生命活动和营养,必需物质,。,次级代谢：,次级代谢是在一定生长时期（普通是稳定生长久），生物以初级代谢产物为前体合成对生物本身生命活动,没有明确功效,物质过程。,次级代谢产物全专家讲座,第1页,次级代谢产物,次级代谢产物,：,植物体中还有许多由糖类等有机物代谢衍生出来物质，分,苯丙素类、醌类、黄酮类、单宁类、萜类、甾体及其甙、生物碱,七大类。,。称为次级代谢产物（secondary product）,次级代谢产物全专家讲座,第2页,次级代谢产物合成主要路径,次级代谢产物全专家讲座,第3页,次级代谢产物储存在,液泡,或,细胞壁中,，是代谢,最终产物,，除了极少数外，大部分不再参加代谢活动。,次级代谢产物科分为三类：萜类、酚类和含氮次级代谢产物。,次级代谢产物全专家讲座,第4页,第二节 萜类,萜类（terpene）是以,异戊二烯,为单位组成。,有单贴、倍半萜、双贴、三萜、四萜和多萜之分。,次级代谢产物全专家讲座,第5页,桂叶烯（单萜）,次级代谢产物全专家讲座,第6页,棉酚（倍半萜二聚物）,次级代谢产物全专家讲座,第7页,萜类生物合成,萜类生物合成有两条路径：,甲羟戊酸路径,和,甲基赤藓醇磷酸路径,，二者都形成异戊烯焦磷酸（IPP），然后深入合成萜类，所以IPP亦称为“活跃异戊二烯”。,次级代谢产物全专家讲座,第8页,萜类功效,影响植物生长发育。,预防植物被哺乳动物和昆虫吞食。,药用或工业原料。,次级代谢产物全专家讲座,第9页,第三节 酚类（phenol）,酚类,是芳香族环上氢原子被羟基或功效衍生物取代后生成化合物，种类繁多是主要次级代谢产物之一。,苯酚,次级代谢产物全专家讲座,第10页,酚类化合物种类,次级代谢产物全专家讲座,第11页,肉桂酸（简单苯丙酸类化合物）,次级代谢产物全专家讲座,第12页,酚类生物合成,植物酚类化合物是经过多条路径合成，其中以,莽草酸路径,（酚类合成中心）为主。,次级代谢产物全专家讲座,第13页,简单酚类,简单苯丙酸类,、,苯丙酸内酯,和,苯甲酸衍生物,属于简单分类。它们广泛分布于,维管植物,。其中许多在植物,防御食草昆虫和真菌侵袭,中起主要功效。,次级代谢产物全专家讲座,第14页,木质素,（lignin）：在植物体中,数量很大,，仅次于纤维素，是植物体中主要组成物质。是简单分类醇衍生物（香豆醇、松柏醇、芥子醇、五羟基阿魏醇）聚合物，木质素成份因植物种类不一样而有差异。,次级代谢产物全专家讲座,第15页,伞形酮（苯丙酸内酯类化合物）,次级代谢产物全专家讲座,第16页,木质素,物体中木质素数量很大，,仅次于纤维素，含有机物第二位,。木质素是植物体主要组成物质，广泛分布于植物界。木质素是简单酚类醇衍生物（如香豆醇、松柏醇、芥子醇，,5-,羟基阿魏酸）聚合物，其成份因植物种类而异，单子叶植物（尤其是和谷类）木质素则含有极多香豆醇。,次级代谢产物全专家讲座,第17页,木质素生物合成是以苯丙氨酸和酪氨酸为起点。首先，苯丙氨酸转变为桂皮酸，桂皮酸和酪氨酸又分别转变为,4,香豆酸，然后，,4,香豆酸形成了咖啡酸、阿魏酸、,5,羟基阿魏酸和芥子酸，它们分别与乙酰,C,O,A,结合，对应被催化为高能,C,O,A,硫脂衍生物，深入被还原为对应醛，在被脱氢酶还原为对应醇，即,4,香豆醇、松柏醇，,5,羟基阿魏醇和芥子醇。上述,4,种醇类是组成木质素基本单位，他们是在细胞质中形成，经过糖基化作用，深入形成葡萄香豆醇、松柏苷、,5-,羟基阿魏苷和丁香苷，再经过质膜运输到细胞壁，在,糖苷酶作用下释放出对应单体（醇），最终这些单体经过氧化和聚合作用形成木质素。,次级代谢产物全专家讲座,第18页,黄酮类,植物酚类化合物另一大类植物是,类黄酮,。它是两个芳香环被三碳桥联起来,15,碳化合物，其结构来自两个不一样生物合成路径。一个芳香环（,B,）和桥是从苯丙氨酸转变来，而另一个芳香环（,A,），则来自丙二酸路径。类黄酮是由苯丙酸、,p-,香豆酰,C,O,A,和,3,个苯二酰,C,O,A,分子在查儿酮合酶催化下缩合而成。,类黄酮类可分为,4,种，即,花色素苷、黄酮、黄酮醇和异黄酮,次级代谢产物全专家讲座,第19页,功效：,1,展现颜色,植物色素主要有两类：,类胡萝卜素和类黄酮。,2,防御伤害 黄酮类和黄酮醇类不只存在于花器官，也存于绿叶中，因为这两类物质积累在叶和茎表皮层，吸收紫外线,B,（,UVB,，,280320nm,）,所以防止了细胞受到强烈,UVB,伤害。,异黄酮类属于类黄酮，含有不一样功效，比如鱼藤根中鱼藤酮有很强杀虫作用，植物受细菌或真菌侵染后形成植物防御素能限制病原微生物深入扩散。,次级代谢产物全专家讲座,第20页,鞣质,在植物酚类多聚体中含有防御功效，除了木质素外，就是鞣质（俗名丹宁），其相对分子质量大多数为,6003000,。鞣质可分为两类：缩合鞣质和可水解鞣质。缩合鞣质是由类黄酮单位聚合而成，相对分子质量较大，是木本植物组成成份，可被强酸水解为花色素。鞣质有毒，食草动物吃后显著抑制生长。鞣质在口腔中与蛋白质结合，有涩味。,次级代谢产物全专家讲座,第21页,第四节：次级含氮化合物,植物次生代谢产物中有许多是含氮，大多数含氮次生产物是从普通氨基酸合成。这里，着重介绍植物,含氮次生代谢产物中生物碱和含氰苷,等，它们都含有防御功效。,次级代谢产物全专家讲座,第22页,生物碱,生物碱是一类含氮杂环化合物，通常有一个,含,N,杂环,，其碱性剂来自含,N,环,.,当前已发觉含有生物碱植物快要,100,多个科，其中豆科、夹竹桃克、罂粟科、毛茛克、防己科、马钱科、茄科、芸香科、茜草科及石蒜科等多含生物碱。一科植物中常含各种结构相同生物碱。,生物碱是植物体代代谢中间产物，是有不一样氨基酸衍生来。,生物碱是合算组成成份，又是维生素,B1,、叶酸和生物素组成成份，所以含有主要生理意义。,次级代谢产物全专家讲座,第23页,含氰苷,含氰苷广泛分布于植物界，其中以豆类、禾谷类和玫瑰一些种类最多。,含氰苷本身无毒，但植物破碎后就会释放出有挥发性毒物氰化氢（,HCN,）。在完整植物中，含氰苷存在叶表皮液泡中，而分解含氰苷酶,糖苷酶则存在叶肉中，互不接触。当叶片被咬碎后，含氰苷就与酶混合，含氰苷中氰醇和糖分开，前者再在羟基腈裂解酶作用下或自发分解为酮和,HCN,。昆虫和其它草食动物（如蛇、蛞蝓）取食植物后，产生,HCN,，呼吸就被抑制。,木薯块茎含较多含氰苷，一定要经磨碎、浸泡、干燥等过程，除去或分解大部分含氰苷后，才能食用。,次级代谢产物全专家讲座,第24页,第五节：次生代谢生物技术应用,次级代谢产物全专家讲座,第25页,花卉育种。植物花颜色与类黄酮相关。,作物形状改良。利用基因工程改变植物次生代谢，可使植物合成新植物抗毒素，以增加抗病能力，或抑制一些性状，以提升产品品质。,用植物细胞工程与基因工程。我国人参、紫草等植物细胞大规模培养取得成功。,次级代谢产物全专家讲座,第26页,小结,尽管植物体中糖类、脂类、核酸和蛋白质等初生产物合成和代谢很复杂，但详细分析，光合作用是形成糖类基础，呼吸作用中间产物是各种代谢中心。由糖类等初生产物衍生出来物质，成为次生产物。次生产物普通不再参加代谢，主要含有防御天敌作用，亦是人类所需药品和工业原料。,次级代谢产物全专家讲座,第27页,