《次生代谢综诉》word版

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1、植物次生代谢物研究与利用摘要：植物次生代谢物的种类繁多,与初生代谢物相比虽不是植物生长发育所必需的,但其在植物防御、作物改良、医药生产及人类疾病的防治等方面具有重要意义.关键词：次生代谢物;类型;功能;应用植物作为地球生物圈的主要构成成分,与人类的生活息息相关.它不仅为人类提供了生命所必需的糖类、脂类以及蛋白质等初生代谢物,同时也为人类提供了许多有益的次生代谢物(Secondarymetabo-lites),如生物碱、萜类、黄酮类及酚类等化合物.植物次生代谢(Plantsecondarymetabolism)是相对于植物初生代谢或称基本代谢(Primarymetabolism)[1]而

2、言。次生代谢产物(Secondarymetabolites)是指植物中一大类并非生长育所必需的小分子有机化合物，这些物质在植物体内含量不等并且有自己独特的代谢途径。植物次生代谢产物通常是由初生代谢产物派生而来，其产生和分布通常有种属、器官、组织和生长发育期的特异性。植物次生代谢物(secondarymetabolite)在植物生命活动的许多方面均起着重要作用，而且许多植物次生代谢产物是植物生命活动所必需的[2]。例如，吲哚乙酸、赤霉素、木质素、叶绿素、类胡萝卜素等都是植物在各种生理生化代谢过程中不可缺少的[3]。1植物次生代谢物的主要类型及分布植物次生代谢产物种类繁多,结构迥异,根据其

3、化学结构和性质,一般将其分为三大类:类(phe-nolic)、萜类(terpene)和含氮化合物(nitrogen-containingcompound).而每一大类的化合都有数千种甚至数万种以上.但其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的异性,因此往往局限在某一个或分类学上相近的几个植物种类.1.1酚类酚类物质广泛地存在于高等植物、苔藓、地钱和微生物中,广义的酚类化合物主要包括黄酮类、简单酚类和醌类等.1.1.1　黄酮类　是一大类以苯色酮环为基础,具有C6-C3-C6结构的酚类化合物,广泛地分在各种植物中.一般可分为花色苷、黄酮醇和黄酮三类.花色苷主要分布于花瓣中,在植物

4、的细胞内一般是以糖苷的形式存在,与糖基解离的花色苷剩余部分则称为花色素.花色素的功能主要作为诱引色,吸引昆虫或动物采食,协助传粉和传播种子.另外在一些植物的果实、叶片、茎干和根中也存在花色苷.黄酮醇和黄酮与花色素的结构非常相似,大部分呈淡黄色或象牙白色,和花色素一样也是植物花的呈色物质.这些物质还存在于植物叶片内,对动物起拒食剂的作用,也可以吸收大量紫外线,保护叶片不受其危害.像豆科的植保素多为异黄酮类,即黄酮的类似物,还有对预防心血管疾病有重要作用的大豆异黄酮、槐米中的芦丁等,都属于黄酮类物质.1.1.2　简单酚类　是含有一个被羟基取代苯环的化合物,广泛分布于植物叶片及其它组织中.如

5、在某些植物的抗病过程中具有重要作用的原儿茶酸和绿原酸的衍生物———植保素;对植物生长有严重抑制作用的单宁类化合物———没食子鞣质.这类化合物甚至可以抑制周围其他植物的生长,形成植物异株相克现象.1.1.3　醌类　由苯式多环羟碳氢化合物(如萘、蒽等)衍生的芳香二氧化合物,存在于所有主要植物类群中.它也是植物呈色的主要原因之一,如紫草(Lithospermumerythrorhizon)栓皮层中的紫草宁,存在于胡桃中的胡桃醌等,它们还是抗菌的主要成分.1.2　萜类植物萜类化合物是由异戊二烯(五碳)单元组成的化合物及其衍生物,也称为异戊间二烯化合物(isoprenoid),或萜烯类化合物(t

6、erpenoid),或萜烯(terpene).目前在植物中已经发现了数千种萜烯类化合物,包括由2个异戊二烯单元头尾相连形成的单萜、3个异戊二烯单元构成的倍半萜、4个异戊二烯单元构成的二萜和多萜等.通常分为低等萜类和高等萜类.单萜和倍半萜是挥发性植物精油的主要成分,而植物体内释放的挥发性精油(包括异戊二烯本身)的量是非常惊人的.据测算,每年地球上植物释放出的挥发性物质大约有14亿砘,其中大部分为碳氢类萜烯化合物.仅橘皮中就存在着71种挥发性的植物精油,其中大部分是单萜,主要是柠檬油精.最知名的一种植物精油是存在于松属(Pinus)植物的松节油,其中含有大量的单萜类化合物.再如薄荷油中的薄

7、荷醇、薄荷酮都是单萜的衍生物.广泛存在于针叶植物和许多热带被子植物中的树脂、橡胶都属于多萜,目前世界上发现的产胶植物大约2000种1.3　含氮化合物是一类分子结构中含有氮原子的植物次生代谢物,主要包括生物碱、胺类、非蛋白氨基酸和生氰苷.1.3.1　生物碱　是植物中广泛存在的一类含氮次生代谢物,分子结构中具有多种含氮杂环,多为药用植物主要有效成分.自然界20%左右的维管植物含有生物碱,其中大多数是草本双子叶植物,单子叶植物和裸子植物很少含生物碱.