第五章 脂类和次生物质 第一节 脂类的代谢 脂肪、磷脂、糖脂、蜡等，溶于有机 溶剂，不溶水。 脂肪：固体； 油：液体 1、脂肪结构（甘油三酯 /三酰甘油） 2、脂肪的合成与降解 脂肪酸合成：叶绿体或前质体， NADPH & ATP 降解：乙醛酸体 β-氧化、乙醛酸循环 转化为糖 3、磷脂合成 第二节 植物的次生产物 一、概念： 1891年， Kossel明确提出了植物次生代谢的 概念。 初生代谢产物 ( primary metabolites): 维持细 胞生命活动所必需的，包括碳水化合物、氨 基酸、蛋白质、核酸、叶绿素、有机酸等。 初生代谢：初生代谢产物合成与分解 次生代谢产物 (secondary metabolites) 植物体内一大类并非生长发育所必 需的小分子有机化合物，产生和分 布由种属、器官组织和生长发育的 特异性。 次生代谢：次生代谢产物合成与分 解。 二、次级产物种类： 萜类、 酚类和含氮次级产物 1、萜类 (terpene) 萜类或类萜是植物界广泛存在， 不溶于水；由异戊二烯 (isoprenoid)组 成的；结构有链状的，也有环状 的。 （ 1）基本结构 : （ 2）种类： （ 3）生物合成 异戊烯焦磷酸 (IPP) 2、酚类 (phenol) （ 1）概念：芳香族上的氢原子被羟基或 功能衍生物取代后生成的化合物。 （ 2）种类 表 5-2 酚类化合物的种类 A、简单酚类 (simple pheolci compound) (1)简单苯丙酸类化合物 (2)苯丙酸内酯类化合物 (3)苯甲酸衍生物类 B、木质素（ lignin) 1.概念 :简单酚类的醇衍生物的聚合物 2.合成过程 (以苯丙氨酸和酪氨酸为起点） C、类黄酮类 (flavonoid) a、 基本骨架 类黄酮是由苯丙酸、 p-香豆酰 CoA和 3个丙 二酰 CoA分子在查耳酮合酶催化下缩合而 成。 b、种类：花色素苷、黄酮、黄酮醇 和异黄酮 c、功能：呈现颜色、防御伤害 D、鞣质 (tannin) 有防御功能，有毒。 可分为：缩合鞣质和可水解鞣质 （ 3） 生物合成 A、莽草酸途径（ shikimic acid pathway ） B、丙二酸途径 (malonic acid pathway) 3、含氮次级化合物 （ 1）生物碱 (alkaloid) A、生物碱（ alkaloid）是一类含氮杂环化 合物，通常有一个含 N杂环，其碱性即 来自含 N的环。 B、植物器官中的生物碱含量很低，一般 在万分之几到百分之一二。 C、生物碱的种类很多，其生物合成的前 身也不同。 种类： 作用： A、 生物碱是核酸的基本成分，又是维 生素 B1、叶酸和生物素的基本成 分， 所以具有重要的生理意义； B、 对动物往往有毒性，所以有防御敌 害的意义。 C、 生物碱是植物体氮素代谢的中间产 物，是由不同氨基酸衍生来的。 （ 2）含氰苷 (cyanogenic glycoside) 含氰苷的水解 （含氰苷被水解为氰化氢） （ 3）芥子油苷 (mustard oil glycoside) 芥子油苷的水解 （芥子油水解为有芥子味的挥发性气 体） （ 4）非蛋白氨基酸 (nonprotein amino acid) 1、其结构与普通氨基酸非常相似。 2、毒性有几种，有些阻止蛋白氨基酸的 合成或吸收，有些错误地被掺入到蛋白 质。 三、植物体内各种有机物之间的相互联系 四、次级产物(萜类、 酚类和含氮次级产物)的合成 二、卡尔文循环、糖酵解、三羧酸循 环和戊糖磷酸途径是有机物代谢的主 干。 这个主干来源于光合作用，形成 蔗糖和淀粉；通过呼吸作用，分解糖 类，产生各种中间产物，进一步为脂 肪、核酸和蛋白质的合成提供底物。 三、糖脂肪和蛋白质之间能够互相转 变。丙酮酸、乙酰辅酶 A、草酰乙酸 和α -酮戊二酸等中间产物在它们之间 的转变过程中起着枢纽作用。 四、次级产物 (萜类、 酚类和含氮次级 产物 )的 生物合成 (图 5－ 2)。 次级产物贮存在液泡或细胞壁 中，是代谢的最终产物，除了极少数 之外，大部分不再参加代谢活动。它 们的存在使植物体具有一定的色、 香、味，吸引昆虫或动物来和传播种 子，亦有防御天敌的作用。 小结 一、光合作用是形成糖类的基础，呼吸作用中间产物是各种 代谢的中心。由糖丧机物代谢衍生出来的物质，称为次能产 物。次级产物一般不再参加代谢，主要具有防御天敌的作 用，亦是人类所需的药物和工业原料。 二、萜类可分为单萜倍、半萜、双萜、三萜、四萜和多萜， 合成途径有 2条：甲羟戊酸途径和 3-PGA/丙酮酸途径。 三、酚类可分为简单酚类、木质素、类黄酮类、鞣质和其他 酚类，酚类生物合成走莽草酸途径和丙二酸途径。 四、植物次级产物中有含氮次级化合物，大多数是从普通氨 基酸合成的。 药用植物细胞培养与次生代谢产物的研 究 随着人们对药用植物资源的利用度日 益增加，使不少药用植物资源处于濒危状 态。面对着药用植物有限的蕴藏量，如何 进行合理有效地开发利用是我们亟待解决 的问题。而自然界许多珍贵药用植物的有 效成分是其次生代谢产物 ...... 植物是自然界中最好的化工厂 目前超过100，000种化合物被从植物中鉴 定，并以每年约4，000种新化合物的速度增 加 植物次生代谢物质大多具有生物活性，被用 作医药品、化妆品、食品添加剂等 植物次生代谢物的获得 ?直接从野生植株中分离提取 ?植物细胞培养 优点：不破坏自然资源；不受季节、 气候和地域限制；不占用耕地 缺点：植物细胞生长缓慢；次生代谢 物含量低；生产能力不稳定； 难工业化