化学成分与生物合成途径的关系

化学成分与生物合成途径的关系第一页，共四十二页，编辑于2023年，星期五1、乙酸-丙二酸（AA-MA）途径2、甲戊二羟酸（MVA）途径3、莽草酸及桂皮酸途径4、氨基酸途径

5、复合途径一、天然药物化学成分的生物合成途径第二页，共四十二页，编辑于2023年，星期五

（一）乙酸-丙二酸（AA-MA）途径

多以乙酰辅酶A为起始物质，丙二酸单酰辅酶A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

）。

1.脂肪酸类乙酰辅酶A为起始物质，丙二酸单酰辅酶A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，得到的饱和脂肪酸为偶数。如果起始物质为丙酰辅酶A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A直线聚合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。

3.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类化合物。第三页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第四页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（二）甲戊二羟酸（MVA）途径

起始物质为MVA，在ATP作用下，按如下路线合成。萜类、甾类化合物均由这一途径生成。

第五页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第六页，共四十二页，编辑于2023年，星期五(三)莽草酸途径

具有C6-C3及C6-C1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酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含C6-C3及C6-C1结构的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，再由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物。现也被称为桂皮酸途径。以香豆素生合成简图示意本途径如下：第七页，共四十二页，编辑于2023年，星期五香豆素莽草酸苯丙氨酸桂皮酸第八页，共四十二页，编辑于2023年，星期五(四)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、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧成为胺类,再经过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、重排等)生成各种生物碱。

第九页，共四十二页，编辑于2023年，星期五(五)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A环和B环分别由乙酸-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途径及莽草酸途径或乙酸-丙二酸途径。

第十页，共四十二页，编辑于2023年，星期五1、糖类：单糖、寡糖、多糖。2、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。4、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-3-醇，黄烷-3,4-二醇；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。二、天然药物化学成分的结构分类第十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期五6、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。7、甾体类化合物：强心苷，甾体皂苷，C21载体，植物甾醇，胆汁酸，昆虫变态激素等。9、生物碱：来源鸟氨酸，赖氨酸，苯丙氨酸/酪氨酸，色氨酸，组氨酸，邻氨基苯甲酸，萜类，甾体的生物碱等。10、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，非核糖体肽。第十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（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）：2—9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第十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（二）醌类化合物

具有不饱和环二酮结构（醌式结构）的一类化学成分的总称。要包括:苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌。对苯醌邻苯醌辅酶Q10（n=10）苯醌：第十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期五胡桃醌（ａ-萘醌）β-萘醌amphi-萘醌萘醌：ａ—（1，4）萘醌

β—（1，2）萘醌

amphi—（2，6）萘醌第十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期五举例：维生素K1（n=3）紫草素R=OH第十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期五菲醌:邻菲醌、对菲醌丹参醌ⅡAR1=CH3

丹参醌ⅡBR1=CH2OH

丹参新醌甲R=丹参新醌乙R=

丹参新醌丙R=

—CH3第十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期五1、4、5、8—ａ位2、3、6、7—β位9、10—meso位，中位蒽醌：第十八页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（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C6-C3单元的天然有机化合物类群。

狭义苯丙素类化合物是指简单苯丙素类、香豆素类、木脂素类。

广义苯丙素类化合物包括简单苯丙素类、香豆素类、木脂素和木质素类、黄酮类，甚至缩合鞣质等多数天然芳香族化合物。第十九页，共四十二页，编辑于2023年，星期五简单苯丙素

简单苯丙素结构上属苯丙烷衍生物，依C3侧链的结构变化，可分为苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸等类型。第二十页，共四十二页，编辑于2023年，星期五香豆素

香豆素类是一类具有苯骈α-吡喃酮母核的天然产物的总称，在结构上可以看成是顺式邻羟基桂皮酸脱水而形成的内酯类化合物。第二十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期五木脂素

木脂素是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物，主要存在于植物的木部和树脂中，多数呈游离状态，少数与糖结合成苷。第二十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第二十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（四）黄酮类化合物

黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮的一系列化合物。现在泛指两个苯环（A与B环）通过三个碳原子相互联结而成的一系列化合物。

第二十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第二十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第二十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（五）萜类化合物和挥发油

萜类化合物是一类由甲戊二羟酸（MVA）衍生而成，基本碳架多具有2个或2个以上异戊二烯单位（C5单位）结构特征的化合物。

挥发油也称精油，是存在于植物体内的一类具有挥发性、可随水蒸气蒸馏、与水不相混溶的油状液体。

第二十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第二十八页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第二十九页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第三十页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（六）三萜类化合物

三萜类化合物是一类基本母核由30个碳原子组成的萜类化合物，其结构根据异戊二烯定则可视为六个异戊二烯单位聚合而成。

第三十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（七）甾体类化合物

甾体类化合物是结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核的一类天然化学成分，包括强心苷、甾体皂苷、植物甾醇、C21甾类、胆汁酸、昆虫变态激素、甾体生物碱等。第三十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第三十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（七）生物碱

生物碱指来源于生物界（主要是植物界）的一类含氮有机化合物。大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内；多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。第三十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第三十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第三十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（八）苷类化合物

苷类是糖或糖的衍生物与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的一类化合物，又称为配糖体。苷中的非糖部分称为苷元或配基。

按苷键原子分类苷可分为氧苷、硫苷、氮苷和碳苷。

（1）氧苷苷元通过氧原子和糖相连接而成的苷称为氧苷。根据形成苷键的苷元羟基的不同又分为醇苷、酚苷、酯苷和氰苷等。第三十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期五

①醇苷是苷元的醇羟基与糖缩合而成的苷。②酚苷苷元的酚羟基与糖脱水而成的苷。苯酚苷、蒽醌苷、香豆素苷等多为酚苷。③酯苷苷元中羧基与糖的半缩醛羟基缩合而成的苷。酯苷键既有缩醛性质又有酯的性质，易为稀酸和稀碱所水解。三萜皂苷中酯苷较常见。④氰苷主要是指一类具有α-羟基腈的苷。氰苷易水解，在有稀酸和酶催化时水解更快，生成的苷元α-羟腈不稳定，立即分解为醛（酮）和氢氰酸；在浓酸作用下苷元中的-CN氧化成-COOH基，并产生NH4+；在碱性条件下苷元发生异构化而生成α-羟基羧酸盐。如苦杏仁苷。第三十八页，共四十二页，编辑于2023年，星期五

（2）硫苷是糖的半缩醛羟基与苷元上巯基缩合而成的苷。这类苷较少，常存在于十字花科植物中，萝卜中的萝卜苷，黑芥子中的黑芥子苷等都是硫苷。（3）氮苷糖上的端基碳与苷元上氮原子相连接而成的苷称为氮苷。氮苷在生物化学中是十分重要的物质，腺苷、鸟苷、胞苷、尿苷等是核酸的重要组成部分。（4）碳苷碳苷是糖基的端基碳原子直接与苷元碳原子相连接而成的苷类化合物。碳苷的苷元多为黄酮类、蒽醌类化合物，其中以黄酮碳苷最多。它的形成是由于苷元酚羟基所活化的邻或对位氢与糖的端基羟基脱水缩合而成。因此在碳苷中糖总是连接在有间二酚或间三酚结构的芳香环上。水溶性小，难于水解是碳苷的共同特性