1、2022-8-71 黄酮、萜醌化合物的黄酮、萜醌化合物的 生合成途经生合成途经沈阳药科大学生合成概论成员成员:孟鹤孟鹤,李晓东李晓东,胡跃胡跃,董琳董琳,王岩王岩,王庆慧王庆慧 王金辉实验室王金辉实验室2022-8-72黄酮类化合物的生合成途径黄酮类化合物的生合成途径1.1.复合途径复合途径:乙酸途径、莽草酸途径合成二乙酸途径、莽草酸途径合成二氢黄酮。氢黄酮。2.2.以二氢黄酮为基本骨架的合成其它衍生以二氢黄酮为基本骨架的合成其它衍生物。物。2022-8-73 复合途径复合途径:乙酸途径、莽草酸途径合成黄酮乙酸途径、莽草酸途径合成黄酮OOACBOHHOOH乙酸途经乙酸途经莽草酸途径莽草酸途径A
2、 A环环:来源于三个丙来源于三个丙二酸单酰二酸单酰CoACoAB B环环:来源于一个桂来源于一个桂皮酰皮酰CoACoA2022-8-74复合途径复合途径:乙酸途径、莽草酸途径合成二氢黄酮乙酸途径、莽草酸途径合成二氢黄酮2HOOCH2CCOSCoAHOOOSCoAOHSCoAOHOSCoAOOOOHOSCoAOOOClaisen reactiondecarboxylationClaisen reactionHOOOHOSCoAOSCoA2022-8-75复合途径复合途径:乙酸途径乙酸途径,莽草酸途径合成二氢黄酮莽草酸途径合成二氢黄酮OHOOOOOHOHOOHOHOHOHOOHO双键加成双键加成二
3、氢黄酮二氢黄酮烯醇化烯醇化查尔酮查尔酮2022-8-76二氢黄酮二氢黄酮黄酮黄酮二氢黄酮醇二氢黄酮醇黄酮醇黄酮醇二氢黄酮二醇二氢黄酮二醇O-2H2O儿茶素儿茶素以二氢黄酮为基本骨架的衍生物以二氢黄酮为基本骨架的衍生物2,3位脱氢位脱氢3位羟化位羟化2,3位脱氢位脱氢4位还原位还原4位还原位还原NADPH异黄酮异黄酮取代基移位取代基移位花色素花色素NADPH2022-8-772022-8-78以二氢黄酮为基本骨架的衍生物以二氢黄酮为基本骨架的衍生物This rearrangement process isThis rearrangement process isbrought about by
4、a cytochromebrought about by a cytochrome P-450-dependent P-450-dependentenzyme requiring NADPH and Oenzyme requiring NADPH and O2 2 cofactors cofactors2022-8-79n反应机理：自由基偶联反应。黄酮类化合物和木质素类化合物经过单电子氧化生成自由基，再经过自由基偶联反应生成黄酮木质素。n现以水飞蓟宾的合成途径为例，来介绍黄酮木脂素的生合成途径。2022-8-7102022-8-711黄酮类化合物的生合成途径小结黄酮类化合物的生合成途径小结1.
5、复合的生源途径：乙酸途经、莽草酸途径。复合的生源途径：乙酸途经、莽草酸途径。2.首先形成查耳酮，再由查耳酮形成二氢黄酮，其他黄酮类首先形成查耳酮，再由查耳酮形成二氢黄酮，其他黄酮类化合物大多是经过二氢黄酮在各种酶的作用下生物合成而化合物大多是经过二氢黄酮在各种酶的作用下生物合成而得到的。得到的。3.黄酮类化合物的基本骨架是由三个丙二酸单酰黄酮类化合物的基本骨架是由三个丙二酸单酰CoA和一个和一个 桂皮酰桂皮酰CoA合成的，已经通过同位素标记实验证实。合成的，已经通过同位素标记实验证实。A环环来自于丙二酰来自于丙二酰CoA，B环来自桂皮酰环来自桂皮酰CoA。4.黄酮类化合物的结构中黄酮类化合物的
6、结构中A环常有环常有5，7-二羟基取代，二羟基取代，或甲或甲氧基取代，符合乙酸途经产生的间苯三酚的结构。而甲氧氧基取代，符合乙酸途经产生的间苯三酚的结构。而甲氧基的形成则是通过基团基的形成则是通过基团 SAM对羟基的甲基化对羟基的甲基化 而引入的。而引入的。2022-8-712萜醌类化合物的分类萜醌类化合物的分类:OOHOOHOOHOOHplastoquinone -tocopherol-tocopherol-tocopherol-tocopherol1.benzoquinones2022-8-713萜醌类化合物的分类萜醌类化合物的分类:2.naphthoquinonesvitamin K1v
7、itamin K22022-8-714萜醌类化合物的分类萜醌类化合物的分类:3.anthraquinonesacetate/malonate pathway Shikimate pathway2022-8-715萜醌类化合物的生物活性及生合成途径萜醌类化合物的生物活性及生合成途径:一一:维生素维生素E E简介及其抗氧化作用简介及其抗氧化作用二二:维生素维生素K K简介及其促凝血作用简介及其促凝血作用三三:维生素维生素E E的合成的合成四四:维生素维生素K K的合成的合成五五:恩醌类化合物的合成恩醌类化合物的合成2022-8-716维生素维生素E E简介简介:维生素维生素E E是一组脂溶性维生素
8、是一组脂溶性维生素,如如:生育酚生育酚,以及以及.广泛分布于植物体内广泛分布于植物体内,如如 谷类植物的种子小麦谷类植物的种子小麦,大麦和裸麦大麦和裸麦.不同的不同的 植物中生育酚不同种类的含量有很大差异植物中生育酚不同种类的含量有很大差异 ,小麦中主要是生育酚小麦中主要是生育酚,红花中主要是生红花中主要是生 育酚育酚,大豆中主要是生育酚大豆中主要是生育酚以及以及。2022-8-717维生素维生素E E的化学结构：的化学结构：OOHOOHOOHOOH -tocopherol-tocopherol-tocopherol-tocopherol2022-8-718维生素维生素E E的抗氧化作用：的抗
9、氧化作用：OOHOOOOOOOOOHOOOH.+RCOORCOOH2O半缩酮水解半缩酮水解OOOCROOOOOOOOH.+RCOOH2OOOOCRO2022-8-719维生素维生素K K简介简介:维生素维生素K K包括一系列脂溶性萘醌衍生物包括一系列脂溶性萘醌衍生物,包括包括最初最初来来 源于植物的维生素源于植物的维生素K1(K1(pollyoquinonepollyoquinone),以及经微生以及经微生 物作用产生的维生物作用产生的维生素素K2(K2(menaquinonesmenaquinones).维生素维生素K1K1 大多从蔬菜中获得大多从蔬菜中获得,而相当量的维生素而相当量的维生素
10、K2K2是由肠内是由肠内 细菌分解产生的细菌分解产生的,因此因此,很少有人患维生素很少有人患维生素K K缺乏症，缺乏症，除非患者对维生素吸收不良。除非患者对维生素吸收不良。2022-8-720维生素维生素K K的化学结构的化学结构:vitamin K1vitamin K22022-8-721维生素维生素K K的凝血机理的凝血机理:OOOHOHNHONHCOOHNHONHCOOHCOOHOOOCO2O2Reductase凝血素凝血素双香豆素双香豆素,华法林华法林共振共振2022-8-722维生素维生素E E的合成的合成:SAM质子醌质子醌4-4-羟基苯基丙酮酸羟基苯基丙酮酸2022-8-723维
11、生素维生素E(E(生育酚生育酚)的合成的合成:SAMSAM-tocopherol-tocopherol双键加成双键加成4-4-羟基苯基丙酮酸羟基苯基丙酮酸2022-8-724维生素维生素K K的合成的合成:OHCOOHTPP-分枝酸分枝酸异分枝酸异分枝酸Michael addition1,41,4消除消除丙酮酸丙酮酸脱水脱水邻琥珀酰苯甲酸邻琥珀酰苯甲酸2022-8-725OOOHCOSCoAHSCoAATPCOOHOHOHDieckmannReaction烯醇化烯醇化1,4-1,4-二羟基二羟基-2-2-萘萘甲酸甲酸维生素维生素K K的合成的合成:OOCOSCoA2022-8-726蒽醌类化合
12、物的合成蒽醌类化合物的合成:1醋酸丙二酸途径 2莽草酸途径 1莽草酸途径合成恩醌 蒽醌类化合物起始来源为1,4二羟基-2-奈甲酸及其互变异构体。而1,4二羟基-2-奈甲酸来源于莽草酸途径。1,41,4二羟基二羟基-2-2-萘甲酸萘甲酸2022-8-727亮黄素亮黄素茜草素茜草素蒽醌类化合物的合成蒽醌类化合物的合成:2022-8-728醋酸醋酸-丙二酸途径与莽草酸途径合成恩醌结丙二酸途径与莽草酸途径合成恩醌结构的比较：构的比较：Acetate/malonate pathwayShikimate pathway2022-8-729萜醌类化合物合成途径小结萜醌类化合物合成途径小结:1.1.对苯萜醌对
13、苯萜醌(质子醌为代表质子醌为代表),1,4-),1,4-萘萜醌萘萜醌(维生素维生素K K类为代表类为代表),),中前中前体物来源于莽草酸途径体物来源于莽草酸途径.2.2.前体物转化过程中焦磷酸二甲基烯丙酯或其多聚物与醌环偶前体物转化过程中焦磷酸二甲基烯丙酯或其多聚物与醌环偶合形成萜醌合形成萜醌.3.3.一部分蒽醌类化合物来源于醋酸一部分蒽醌类化合物来源于醋酸-丙二酸途径中的多聚酮链丙二酸途径中的多聚酮链,特征为含氧碳和非含氧碳常交替出现特征为含氧碳和非含氧碳常交替出现,并且醌环两侧芳香环并且醌环两侧芳香环常都含有羟基或甲氧基取代常都含有羟基或甲氧基取代.4.4.另一部分蒽醌类化合物则来源于莽草
14、酸途径中产生的中间体另一部分蒽醌类化合物则来源于莽草酸途径中产生的中间体,再引入再引入C C5 5单位环合衍生而来单位环合衍生而来,特征为特征为C C5 5单位衍生而来的芳单位衍生而来的芳香环常含羟基或甲氧基取代香环常含羟基或甲氧基取代,而另一侧芳香环常没有取代而另一侧芳香环常没有取代.2022-8-7302022-8-731NADNAD+NADPNADP+的化学结构：的化学结构：NH2NOCOHOHOOPOPOHOHOONNNNNH2OHOHOONH2N O COHO HOOPOPO HO HOONNNNN H2OOHOOPO HO HO+尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD
15、+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)2022-8-732尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD(NAD+)或尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸或尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸磷酸(NADP(NADP+)中烟酰氨为五价氮中烟酰氨为五价氮,可接受一个电子和一个氢原可接受一个电子和一个氢原子形成三价氮子形成三价氮,即生成还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸或尼克即生成还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸或尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADHNADPH),(NADHNADPH),且此反应在生理且此反应在生理条件下可逆。条件下可逆。故故NADNAD+NADPNADP
16、+可作为可作为H H原子或原子或H H负离子负离子的受的受体用于氧化反应。体用于氧化反应。NADHNADPHNADHNADPH可作为可作为H H原子或原子或H H负离子负离子的供体用于还原反应。的供体用于还原反应。NCONH2RNRHHCONH2+eR代表分子中其余成分代表分子中其余成分HNADNAD+NADPNADP+的生物作用的生物作用:2022-8-733 糖类糖类,脂肪脂肪,氨基酸在体内氧化产生的乙酰氨基酸在体内氧化产生的乙酰CoACoA经三羧酸循环降解经三羧酸循环降解,其中一步反应其中一步反应-酮戊二酸氧化脱羧酮戊二酸氧化脱羧如下如下:H2CCH2COCOO-COO-H2CCH2COCOO-SCoA-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶复合体复合体CoA-SH +CO2 +2HO2H2O +O此反应可提供活性极高的新生原子状态的此反应可提供活性极高的新生原子状态的HH和和OO。-酮戊二酸氧化脱羧酮戊二酸氧化脱羧:2022-8-734HO2CCO2HOCO2HOHTPP-2-氧代谷氨酸谷氨酸代谢:焦磷酸硫胺素(TPP)脱羧HOOCCOOHNH2三羧酸循环氧化2022-8-735
