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一、萜類的種類 萜類或類萜是植物界中廣泛存在的一類次生代謝物質(zhì),一般不溶于水。萜類是異戊二烯組成的。萜類化合物的結(jié)構(gòu)有鏈狀的,也有環(huán)狀的。 萜類種類是根據(jù)異戊二烯數(shù)目而定,有單萜、倍半萜、雙萜、三萜,四萜和多萜之分。在植物細胞中,低相對分子質(zhì)量的萜是揮發(fā)油,相對分子質(zhì)量增高就成為樹脂、胡蘿卜素等較復(fù)雜的化合物,更大相對分子質(zhì)量的萜則形成橡膠等高分子化合物。 萜類對植物的作用是多方面的。 某些萜類影響植物的生長發(fā)育,例如,屬于雙萜的赤霉素是調(diào)節(jié)植物高度的數(shù)量;屬于三萜的固醇與磷脂相互作用使膜穩(wěn)定,是膜的必需組成;類胡蘿卜素是四萜的衍生物,包括胡蘿卜素、葉黃素、番茄紅素等,常能決定花、葉和果實的顏色;胡蘿卜素和葉黃素能吸收光能,參與光合作用,胡蘿卜素也是維生素A的主要來源;脫落素是種子成熟和抗逆性信號的一種激素,它是由胡蘿卜素轉(zhuǎn)變來的;細胞分裂素和葉綠素本身雖然不是萜類,但含有萜類側(cè)鏈。 許多植物的萜類有毒,可防止哺乳動物和昆蟲吞食,例如菊的葉和花含有的單萜酯擬除蟲菊酯,是極強的殺蟲劑;松和冷杉含有的松枝的單萜成分,如苧烯和桂葉烯對昆蟲(包括危害松樹嚴重的棘脛小蠹)有毒。揮發(fā)油多是單萜和倍半萜,它廣泛分布于植物界,存在于腺細胞和表皮中。例如薄荷、檸檬等植物含有揮發(fā)油,有氣味,防止害蟲侵襲。有一種倍半萜棉酚存在于一些棉花品種的棉籽和下表皮毛中,顯著抗蟲侵襲。許多雙萜對草食動物有毒,使他們不愿食用。松樹的樹脂含有相當(dāng)數(shù)量的雙萜(如冷杉酸)當(dāng)害蟲取食穿刺到樹脂道時,樹脂流出,組織害蟲取食,最后封閉傷口。大戟科植物產(chǎn)生的乳汁,含有雙萜成分,例如佛波醇,嚴重刺激皮膚,對哺乳動物有毒。有些萜類是藥用或工業(yè)原料,例如短葉紅豆杉中的紅豆杉醇(亦稱紫杉醇),是強烈的抗癌藥物;多萜化合物之中,橡膠是最有名的高分子化合物,一般由1500—15000個異戊二烯單位所組成。 二、萜類的生物合成 萜類的生物合成有兩條途徑:甲羥戊酸途徑和甲基赤蘚醇磷酸途徑,兩者都形成異戊烯二磷酸(IPP),然后進一步合成萜類,所以IPP亦稱為“活躍異戊二烯”。 甲羥戊酸途徑是以3 個乙酰COA分子為原料,形成甲羥戊酸,再經(jīng)過焦磷酸化、脫酸化合脫水等過程,就形成IPP。 甲基赤蘚醇途徑也是合成IPP,不過它是由糖酵解或C4途徑的中間產(chǎn)物丙酮酸和3-磷酸苷有權(quán),經(jīng)過一系列反應(yīng),形成甲基赤蘚醇磷酸,繼而形成二甲炳烯二磷酸(DMAPP)。 IPP和DMAPP是異構(gòu)體,是平衡的,兩者很活躍,結(jié)合起來成為更大的分子。首先是IPP和DMAPP結(jié)合為牦牛兒二磷酸(GPP)成為單萜的前身;GPP又會與另一個IPP分子結(jié)合,形成法呢二磷酸(FPP),成為倍半萜和三萜的前身;同樣,F(xiàn)PP又會與另一個IPP分子結(jié)合,形成牦牛兒牦牛兒二磷酸(GGPP),它是二萜和四萜的前身;最后,F(xiàn)PP和GGPP就聚合為多萜。 |
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