红景天次生代谢物.ppt
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药用植物次生代谢产物生物
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《植物次生代谢》PPT课件
整理课件
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整理课件
6
初生代谢和次生代谢的关系
•
植物的次生代谢是相对于初生代谢而言的，
是释放能量的代谢，是以初生代谢的中间产物作
为起始物(底物)的代谢。通常认为，植物的次生
代谢与其生长、发育、繁殖无直接关系，所产生
的次生代谢物被认为是释放能量过程产生的物质。
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7
次生代谢物的意义
• 长期以来，次生代谢物被认为是代谢中不再起 作用的末端产物，为废物储藏在植物的各种组织中， 虽对其生存有重要的生态作用，但在生物体内所执 行的功能并不重要。
9
主要的生物合成途径
•
虽然从自然界得到的化合物总数非常多，其结构
也千变万化，非常复杂，但它们均由一定的基本结
构单位按不同方式组合而成。常见的基本结构单位
大概有以下几种类型
• C２单位：如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类化合物。 • C５单位(异戊烯单位)：如萜类、甾类等。 • C６单位：如香豆素、木脂体等苯丙素类化合物。 • 氨基酸单位：如生物碱类化合物。
为莽草酸途径将无法限定为仅由桂皮酸而来的苯
丙素类化合物，故而将这一支路称之为桂皮酸途 径。
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(三)氨基酸途径
• 天然产物中的生物碱类成分均由此途径生成。 有些氨基酸脱按成为胺类，再经过一系列化学反 应(甲基化、氧化、还原、重排等)后即转变成为 生物碱。
•
并非所有的氨基酸都能转变成为生物碱。作
• 脂肪酸类、酚类、蒽醌类等均由这一途径 生成。这一过程的出发单位(起始物)是乙酰辅 酶A。
整理课件
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2．乙酰—甲戊二羟酸(MVA)途径
• 生物体内真正的异戊烯基单位为焦磷酸二甲 烯丙酯（DMP)及其异构体焦磷酸异戊烯酯 (IPP)，它们均由MVA变化而来，在相互衔接时 一般为头—尾相接，但自三萜起，则呈尾—尾 相接方式。各种萜类分别由对应的焦磷酸酯得 来，三萜及甾体类则由反式角鳖烯转变而成， 它们再经氧化、还原、脱胺、环合或重排，即 生成种类繁多的萜类及甾体化合物。出于MVA 也是由乙酰辅酶A出发外成，故其生物合成基 源也是乙酰辅酶A。
植物细胞培养与次生产物代谢生产PPT讲稿
悬浮培养不能对某一细胞进行定点观 察和分析，也就不能进行定点选择。因此 ，在进行细胞株（种子细胞）选择和需要 对细胞活动跟踪观察的情况下，必须进行 真正意义上的单细胞培养。由于植物细胞 的团聚性，单细胞培养还比较困难。
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1、细胞平板培养
平板培养(plate culture)：将一定密度的悬浮细
当前你正在浏览到的事第三十二页PPTT，共八十页。
生物反应器
当前你正在浏览到的事第三十三页PPTT，共八十页。ห้องสมุดไป่ตู้
Stirred Tank Bioreactors
An external motor is used to
agitate the growth medium with impellers. Sterile air or combinations of gases can be introduced (sparkling)
当前你正在浏览到的事第十七页PPTT，共八十页。
3、微室培养 它可对单细胞进行活体连续
观察。这一方法也可用于原
生质体培养观察细胞壁的再
生和细胞分裂过程。
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4、双层滤纸培养
Horsch等（1980）将平板培养与饲养层培
养技术相结合，建立了双层滤纸植板培养方法 。
当前你正在浏览到的事第三十页PPTT，共八十页。
植物细胞培养具有周期长、细胞抗剪切能力 弱、易团聚等特点。同时，植物细胞规模培养 的目的是生产天然产物，所以，植物细胞培养 反应器的设计不仅要考虑有利于细胞生长，还 要考虑有利于产物的积累和分离。
总体上，适合植物细胞培养的反应器应具 有适宜的氧传递、良好的流动性和较低的剪切 力。
次生代谢产物 PPT
植物细胞培养 之次生代谢产物生产
大家好
1
植物次生代谢产物的概述 研究现状 植物细胞大规模培养生产次生代谢
产物的基本程序 提高次生代谢物生产效率的途径与
方法 应用实例 前景展望
大家好
2
植物次生代谢产物是指植物中一大类并 非植物生长发育所必需的小分子有机化 合物，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。
大家好
22
pH：培养基的pH值与细胞生长繁殖以及次生 代谢产物的生产关系密切，与培养温度相似， 细胞的生长繁殖与次生代谢产物合成时所需 的pH值通常并不一致，需要在不同的阶段控 制不同的pH值。
电场：膜周电泳学说认为对细胞施加稳定的 电场能够导致膜中带电物质的重新分配，最 终导致原生质体生长和分化效应。
大家好
21
合适的培养条件
物理因素：
温度：植物细胞培养的最适温度一般为 25℃，但不同的植物种类略有差异，而 且植物细胞生长和次生代谢产物的合成 所需的温度并不一致，因此选择合理的 培养温度并进行相应的调控对于细胞生 长以及产物合成十分关键。
光照：光强、光质和光照时间对细胞的 生长和次生代谢产物的合成都具有一定 的影响。不同的光照情况要根据不同的 植物细胞来设定。
大家好
16
因此充分利用基因工程的手段，筛选高 产细胞系，深入研究特定代谢产物的生 物合成途径，对培养条件进行优化，研 究和开发适合植物细胞培养的生物反应 器是解决这些问题的根本途径。
大家好
17
提高次生代谢产物生产效 率的途径和方法：
选择合适的外植体 筛选得到高产细胞系（株） 寻求合适的培养条件和培养技术
大家好
10
植物次生代谢产品的市场潜能
大家好
大家好
1
植物次生代谢产物的概述 研究现状 植物细胞大规模培养生产次生代谢
产物的基本程序 提高次生代谢物生产效率的途径与
方法 应用实例 前景展望
大家好
2
植物次生代谢产物是指植物中一大类并 非植物生长发育所必需的小分子有机化 合物，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。
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pH：培养基的pH值与细胞生长繁殖以及次生 代谢产物的生产关系密切，与培养温度相似， 细胞的生长繁殖与次生代谢产物合成时所需 的pH值通常并不一致，需要在不同的阶段控 制不同的pH值。
电场：膜周电泳学说认为对细胞施加稳定的 电场能够导致膜中带电物质的重新分配，最 终导致原生质体生长和分化效应。
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21
合适的培养条件
物理因素：
温度：植物细胞培养的最适温度一般为 25℃，但不同的植物种类略有差异，而 且植物细胞生长和次生代谢产物的合成 所需的温度并不一致，因此选择合理的 培养温度并进行相应的调控对于细胞生 长以及产物合成十分关键。
光照：光强、光质和光照时间对细胞的 生长和次生代谢产物的合成都具有一定 的影响。不同的光照情况要根据不同的 植物细胞来设定。
大家好
16
因此充分利用基因工程的手段，筛选高 产细胞系，深入研究特定代谢产物的生 物合成途径，对培养条件进行优化，研 究和开发适合植物细胞培养的生物反应 器是解决这些问题的根本途径。
大家好
17
提高次生代谢产物生产效 率的途径和方法：
选择合适的外植体 筛选得到高产细胞系（株） 寻求合适的培养条件和培养技术
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10
植物次生代谢产品的市场潜能
大家好
植物次生代谢产物生产.ppt
诱导子能增强细胞的呼吸作用, 提供产生次生代谢产物的 能量, 使细胞结构发生变化, 利于代谢物的形成、运输和积累。 目前应用最广、研究最多的是真菌诱导子, 如张长平等在红 豆杉细胞悬浮培养体系中加入真菌诱导子, 结果发现, 紫杉醇 的合成被加强, 产量得到了显著提高。 除真菌诱导子外, 目前在提高植物次生代谢产物方面研究得 较多的还包括寡糖素、茉莉酸类、金属离子和紫外光等.金属 离子作为诱导子主要有Cu2+ 、Ca2+ 、Mg2+等。 孙彬贤等以南方红豆杉悬浮细胞为材料, 在悬浮细胞中加入 茉莉酸甲酯, 紫杉醇含量提高了10倍。
产次生代谢产物时, 对光质和光量的要求是不同的, 如玫 瑰茄悬浮细胞合成花青素时, 蓝光是促进玫瑰茄细胞产生 花青素的最有效单色光, 产量为416 mg/ L, 和全色光差 不多, 红光和橙光无效, 其他单色光随其波长接近蓝光, 正 效应增强。
pH值：植物细胞培养的最适宜pH 值在5-6 之间,但也存在
4.3 前体饲喂
前体指处于目标代谢物代谢途径中上游的物质。上游化合 物作为酶的底物，其浓度高低决定了催化反应速度的大小 ，浓度高则反应速度大。加入前体可以消除关键酶的阻碍 或阻断内源性中间体的分隔和有效贮存，利于次生代谢物 的生产。
• 向银杏培养基中添加异戊二烯等前体物质, 有效地提高了 银杏内酯B 的产量.
• 解决植物细胞培养生产次生代谢物含量低的最有效的手段之一是 筛选高产细胞株。用来筛选的细胞来源可以是有足够生理和形态 异质性的细胞群，也可以是通过物理或化学因子诱变处理产生的 突变体群。
• 筛选方法:目测法,放射免疫法、酶联免疫法、流动细胞测定法、 琼脂小块法等。
3. 物理因素
光照：对次生代谢产物的合成有重要影响. 不同植物细胞生
医书药典记载的红景天 ppt课件
调节作用；抗炎、抗衰老、抗辐射、
抗疲劳、抗脂质过氧、抗病毒、抗
应激，抑制皮肤老化和美白作用，
耐乏氧，对提高机体免疫力显著作
用、对酒精吸收的抑制作用。
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7
《现代实用本草》
• 《现代实用本草》 • 人民卫生出版社
• 1、中枢抑制作用
• 2、抗疲劳作用 • 3 强心作用 • 4、抗炎作用 • 5、抑制血糖升高作用 • 6、抗过氧化作用 • 7、抗微波辐射作用
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13
《 100种健康营养素完全指南》
“红景天，比灵芝还灵的 肿瘤疗方” 将红景天、人参、灵芝萃 取物用于防控肿瘤，发现 灵芝萃取物效果最差,而 红景天的萃取物效果最好 。
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14
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15
《本草纲目》
• 《本草纲目》 • 明 李时珍 • 主治小儿丹毒，
发热，妇女漏下 赤白，轻身名目。
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5
《四部医典》
• 《四部医典》
• 藏药名典之一 • 红景天性平，味涩，
无毒，轻身明目，久 服通神不老。
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6
《《红珍景稀天药珍用惜植药物用—植红物景》天》
• 《珍稀药用植物红景天》
•
• 《神农本草经 》
• 北魏 吴甫
• 我国的第一部医学典籍
• 景天为右草上品73种之一， 属上药。为君，主养命以应 天，无毒，多服，久服不伤 人，欲轻身益气，不老延年 者，本上经。
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3
《千金翼方》
• 《千金翼方》
• 唐 孙思邈
• 景天味苦酸平，无毒， 轻身明目，久服通神不 老。
ppt课件
4
ppt课件
8
《红《景中天华珍抗稀衰药老用医植药物学》》
植物次生代谢课件
.
32
含氮化合物（nitrogen-containing）
• 植物次生代谢产物中有许多是含氮的，大多数 含氮产物是从普通的氨基酸合成的
• 生物碱、含氰苷、芥子油苷、非蛋白氨基酸等 • 含氮化合物多具有防御功能
.
33
生物碱（alkaloid）
• 生物碱是一类含氮杂环化合物，通常有一个含 氮杂环，其碱性即来自此环
• 代谢（metabolism） 是维持生命各种活 动（如生长、繁殖 和运动等）过程中 化学变化（包括物 质合成、转化和分 解）的总称
.
16
1.1 植物次生代谢及其产物的概 念
• 按性质分——物质代谢和能量代谢 • 按方向分——
同化（assimilation） 或合成（anabolism）
异化（dissimilation, disassimilation） 或分解（catabolism）
.
29
1.2 植物次生代谢产物的分类
• 根据结构特征和生理作用也可将次生代谢产物 分为抗生素、植保素、激素、维生素、色素、 毒素等不同类型
• 次生代谢产物的化学结构差异很大，一般可归 为萜类化合物、酚类化合物、含氮化合物三大 类
.
30
萜类化合物（terpenoids）
• 萜类或类萜在 植物界中广泛 存在，由异戊 二烯组成，有 链状的，也有环状的，一般不溶于水
乙酰辅酶A 丙二酰辅酶A
脂肪酸、蜡 聚酮化合物
白羽扇豆碱 lupanine
草酰乙酸
嘧啶 非蛋白氨基酸
天冬氨酸
哌啶生物碱 羽扇豆生物碱 景天属生物碱 非蛋白氨基酸
赖氨酸
托烷生物碱 古柯生物碱 烟草属生物碱
双吡咯烷生物碱 .
植物次生代谢的生理功能课件
生长调节剂 激素 膨压 电信号 多肽
未知发育信号
温度
病原体(真菌、 细菌、病毒) 壁断片 壁的机械压力 矿质 伤害
糖、氨基酸
转播 放大
光
发散到多个目标 改变离 子流 调节代 谢途径 基因表 达调节 细胞骨 架改变
改变细胞生长和代谢
4.1 在植物生命活动中的作用
• 茉莉酸(Jasmonic acid，JA)和茉莉酸甲酯 (Methyl-Jasmonate，MeJA)、水杨酸 (Salicylic，SA)、乙烯(Ethylene，ET)等植物激 素及活性物质通常也可诱导次生物质的合成。 • 外源因子的刺激通过胞内小分子信号物质的传 递，刺激植物内源激素水平变化，诱导次生物质 的合成、积累，从而使植物获得系统抗性。
4.1 在植物生命活动中的作用
• pH值反应：花青素所显示的色泽与pH值有关，酸性时 呈红色、碱性时呈蓝色、中性时呈紫色，有色体显色 与pH值无关。
紫甘薯花青素在不同PH值下的颜色变化 如何正确区分两者所显示的色泽呢？
4.1 在植物生命活动中的作用 花黄素
• 花黄素也是苯并吡喃的衍生物，其配糖体为黄 酮或黄酮醇，糖基为葡萄糖或鼠李糖。 • 花黄素的种类也很多，大部分存在于花和果实 中，使植物器官呈黄色，例如大理菊、金鱼草 的花瓣，某些柑桔类的果实。 Antirrhinum majus
4.1 在植物生命活动中的作用
4.花色素苷--提高抗氧化能力
• 抗氧化酶如SOD含量的轻微上升与下降都与光诱导花 色素苷的产生有联系。 • 臭氧也能诱导花色素苷产生，在强氧化剂存在时花色 素苷才有抗氧化的功能。 • 离体存在的花色素苷比α-生育酚的抗氧化能力大得多。 • 所有膜系统中经诱导产生的花色素苷均能清除自由基， 抑制脂质过氧化。
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• 红景天景天科多年生草木或灌木植物，生长在海拔 景天景天科多年生草木或灌木植物， 景天 800——2500米高寒无污染地带的珍稀野生植物。由 米高寒无污染地带的珍稀野生植物 米高寒无污染地带的珍稀野生植物。 于其生长环境恶劣，如缺氧、低温干燥、狂风、 于其生长环境恶劣，如缺氧、低温干燥、狂风、受紫 外线照射 昼夜温差大， 照射、 外线照射、昼夜温差大，因而具有很强的生命力和特 殊的适应性。为亚洲地区常用传统药材，具有刺激神 殊的适应性。为亚洲地区常用传统药材，具有刺激神 经系统、增加工作效率、 经系统、增加工作效率、消除疲劳和预防高山症等作 二十世纪六十年代苏联科学家发现， 用。二十世纪六十年代苏联科学家发现，它具有适应 原样作用，可以协助身体回复稳态。 原样作用，可以协助身体回复稳态。也就是说红景天 能提高身体对抗各种来自化学 生物或物理因素的刺 化学、 能提高身体对抗各种来自化学、生物或物理因素的刺 有关红景天的研究，除了传统的抗压功能外， 激。有关红景天的研究，除了传统的抗压功能外，科 学家还专注一些新发现，包括抗癌及抗糖尿病等 学家还专注一些新发现，包括抗癌及抗糖尿病等。
红景天甙
红 景 天 甙 （Salidroside Salidroside） Salidroside
• 分子式： C14H20O7 分子式： • 分子量： 300.30 分子量： • 提取来源：景天科 提取来源： 大花红景天
红景天甙的药用价值
• 药材来源： 红景天， 药用部分为块根、块茎。 • 红景天为景天科，红景 天属植物。即是本属一 种的名称，也是本属统 称，其中许多种均可用 于提取本药物。
红景天甙的药用价 值
• 珍贵藏药植物——西藏 红景天的根中含有以红 景天威为主的次生代谢 物质,具有抗疲劳、抗 衰老、抗缺氧、抗紫外 线辐射等作用,是非赏 有开发前途的环境适应 性药用濒危植物
•Thank you !
ห้องสมุดไป่ตู้
红景天的效用
研究指出氧化作 研究指出氧化作 用在很多疾病的发展 过程， 过程，扮演着十分重 癌症、 要的角色，例如癌症 要的角色，例如癌症、 心血管病、糖尿病、 心血管病、糖尿病、 神经退化及类风湿性 神经退化及类风湿性 关节炎等。 关节炎等。
红景天的现代药理
• 红景天甙是红景天属植物的主要药效成分，是一种很 红景天甙是红景天属植物的主要药效成分， 有前途的环境适应药物，具有抗疲劳、抗衰老、 有前途的环境适应药物，具有抗疲劳、抗衰老、抗微 波辐射、抗病毒及抗肿瘤等特异功效，尤其在军事、 波辐射、抗病毒及抗肿瘤等特异功效，尤其在军事、 航天、运动及保健医学上具重要应用价值。 航天、运动及保健医学上具重要应用价值。
红景天介绍
红 景 天
• 红景天的应用历史悠 两千多年前， 久，两千多年前，西 藏高原的人就以它入 以强身健体， 药，以强身健体，抵 抗不良环境的影响。 抗不良环境的影响。 现在， 现在，红景天一直为 体育专门用品， 体育专门用品，可提 升或保持运动员 运动员于比 升或保持运动员于比 赛或训练期间的耐力。 赛或训练期间的耐力。
红景天甙
红 景 天 甙 （Salidroside Salidroside） Salidroside
• 分子式： C14H20O7 分子式： • 分子量： 300.30 分子量： • 提取来源：景天科 提取来源： 大花红景天
红景天甙的药用价值
• 药材来源： 红景天， 药用部分为块根、块茎。 • 红景天为景天科，红景 天属植物。即是本属一 种的名称，也是本属统 称，其中许多种均可用 于提取本药物。
红景天甙的药用价 值
• 珍贵藏药植物——西藏 红景天的根中含有以红 景天威为主的次生代谢 物质,具有抗疲劳、抗 衰老、抗缺氧、抗紫外 线辐射等作用,是非赏 有开发前途的环境适应 性药用濒危植物
•Thank you !
ห้องสมุดไป่ตู้
红景天的效用
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红景天的现代药理
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红景天介绍
红 景 天
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