植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶

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1、植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物

2、萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶植物生理学通讯第43卷第4期,2007年8月779植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合

3、酶张长波,孙红霞,巩中军,祝增荣水稻生物学国家重点实验室,浙江大学昆虫科学研究所,杭州310029PlantTerpenoidNaturalMetabolismPathwaysandTheirSynthasesZHANGChang-Bo,SUNHong-Xia,GONGZhong-Jun,ZHUZeng-Rong’StateKeylaboratoryofRiceBiology,InstituteofInsectSciences,ZhejiangUniversity,Hangzhou310029,China提要:文章概述

4、植物萜类次生代谢产物的生物代谢途径及与其相关关键酶的研究进展.关键词:萜类化合物:生物合成途径;合酶萜类化合物(terpenoids)是植物次生代谢产物中最大的一个家族,在自然界中广泛分布,由异戊二烯(isoprene,C)单元组成的化合物及其衍生物,按碳原子的数目可以分为单萜(C,.),倍半萜(C.5),二萜(C2o),三萜(C3o)和多萜等.由于多数萜类化合物分子中具有不同的碳环数,因此又可分为链萜,单环萜,双环萜和三环萜等.萜类化合物在植物与其生境的互作中发挥作用:(1)植物对植食性昆虫的直接与间接防御反应,直接

5、防御反应中可以作为毒素,取食或产卵干扰素;植物在受到植食性昆虫攻击后会释放一些挥发性萜类吸引天敌,从而形成其对攻击者的间接防御反应.(2)增强植物抗病能力,植物倍半萜抗毒素如脱氧.6.甲氧基棉酚等对真菌有显着的抑制作用.(3)化感作用,如植物释放某些物质抑制其他植物种子萌发及幼苗生长的异株克生现象,调节群体密度,影响种群格局和群落演替的自毒作用.(4)与其他生物种群的互利关系,如诱导昆虫授粉,产卵,寄主定向等.萜类化合物已广泛应用于工农业生产和医药卫生中.如青蒿中的青蒿素对恶性疟疾有速效作用,短叶红豆杉(Taxusbr

6、evifolia)中的二萜类化合物紫杉醇具有良好的抗癌活性.许多萜类化合物还可以作为香料,如姜的根茎是常用的食品调味香料,其中含有姜烯,D麝子油烯,水芹烯等萜类化合物.近年来,随着分子生物学,生物化学,生物信息学等学科的发展,萜类化合物的研究日趋深入,其生物合成途径也逐渐明晰,许多关键酶基因已得到克隆和分析.本文概述萜类化合物生物合成途径及其相关酶的研究进展.1萜类化合物的合成途径植物萜类化合物通过两个途径独立合成,即位于细胞质中的甲羟戊酸(mevalonatepathway,MVA)途径(Chappell等1995)

7、和位于质体中的脱氧木酮糖.5.磷酸途径(1.deoxy.D.xylulose.5.phos.phatepathway,DXP)(Rohmer等1993)或甲基赤藓醇4.磷酸途径(methylerythritol4.phosphatepathway,MEP).这两个途径大体上可分为3个阶段,即中间体异戊烯基焦磷酸(iSopentenylpyrophosphate,IPP,C)及其双键异构体二甲基烯丙基焦磷酸(dimethylallylpyr0ph0sphate,DMAPP,C)的生成,直接前体物质的生成和萜类生成及其修饰

8、阶段.MVA途径(Newman和Chappell1999)是以2个乙酰CoA分子(acety1CoA)在乙酰乙酰CoA硫解酶(acetoacety1.CoAthiolase,ATOT)作用下形成乙酰乙酰CoA(acetoacety1.CoA),经羟甲基戊二酰CoA合酶(hydroxymethylglutaryl-CoAsyntha