植物嘌呤代谢
植物次生代谢
茶树体内只有三种N-甲基转移酶，分别为 黄嘌呤核苷N-甲基转移酶(7-NMT)、7-甲基黄 嘌呤N-甲基转移酶(3-NMT)和可可碱N-甲基 转 移 酶 (1-NMT) 。 其 中 以 3-NMT 活 性 最 高 ， 它的活性是7-NMT和1-NMT活性总和的10倍 以上，因此，在生物合成旺盛的芽叶中，常 常有可可碱的大量积累。H.Ashihara等研究 发现，四个月的茶树幼苗中的咖啡碱主要分 布在叶片内，而合成咖啡碱的先质可可碱只 存在嫩叶中，咖啡碱是在嫩叶中经可可碱合 成的。
N-甲基核苷酶
此酶为水解酶，主要是催化7-甲基黄嘌 呤核苷水解脱去核糖而转变为7-甲基黄嘌 呤的反应。其分子量大约为55,000，最适 pH为8.0-8.5,最适温度为40-450C。
它是咖啡碱合成中的一个调节酶，如 果没有该酶对7-甲基黄嘌呤核苷的水解， 以后嘌呤甲基化，进而生成咖啡碱的反应 就无法进行。
▪初级代谢和次级代谢的关系及代谢的 主要途径
在高等植物中，次级代谢的主要系统是从 糖酵解系统(EMP)，磷酸戊糖循环（PPP or HMP)，柠檬酸循环(TCA)等初级代谢的中 间产物派生出来的三个途径莽草酸途径、 甲瓦龙酸途径、多酮化途径，借助这3个合 成途径和氨基酸合成途径相结合生成生物 碱、萜烯、黄酮类等次级代谢产物。
3）环境因素对次级代谢的调节
和初级代谢相类似，在一定限度范围 内，高等植物的次级代谢受环境因素的 影响和调节。如激素、光照、温度、肥 料等都会对次级代谢起着调节作用。
第二节 茶树中的生物碱代谢
1、茶树体内咖啡碱的分布 2、茶树体内咖啡碱的生物合成 • 咖啡碱生物合成部位 • 咖啡碱生物合成中嘌呤环的来源及嘌呤环的
在茶树体内用于合成生物碱的嘌呤大多 来自核苷酸库，库中的腺嘌呤核苷酸被 认为是最有效的前体，由它可在一系列 酶的作用下转化成为咖啡碱 。
嘌呤代谢的过程
嘌呤代谢的过程嘿，咱今儿就来唠唠嘌呤代谢的这个事儿啊！你说这嘌呤，就像身体里的一个小魔术，有着神奇的变化过程呢。
嘌呤这玩意儿，平时就藏在咱身体的各种细胞里。
就好像是隐藏在身体这座大城堡里的小宝贝。
当细胞要更新换代的时候，嘌呤就被放出来啦。
然后呢，嘌呤就开始了它的旅程。
它会被一些酶啊给盯上，经过一系列的化学反应，就变成了次黄嘌呤和鸟嘌呤。
这就好比是小宝贝开始了它的冒险之旅，在这个过程中不断地变身。
接着呢，次黄嘌呤和鸟嘌呤又会遇到新的小伙伴，进一步发生变化，变成黄嘌呤。
哎呀呀，这就像是冒险途中遇到了新的朋友，一起踏上新的征程。
再后来啊，黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶的作用下，摇身一变，就成了尿酸。
这尿酸可就有意思了，要是它在身体里待得好好的，没惹出啥乱子，那一切都相安无事。
可要是它太多了，或者排不出去，那麻烦可就来啦！就像一个调皮的孩子，要是没人管，那还不得闹翻了天呀！你想想看，尿酸要是在身体里堆积起来，那关节能好受吗？就好像是在关节里撒了一把小沙子，能不疼吗？这就是为啥有时候会有关节疼的问题啦。
那怎么才能让嘌呤代谢好好进行呢？这可得注意饮食啦！像那些高嘌呤的食物，咱可得悠着点吃。
海鲜呀，动物内脏呀，可别贪嘴哦。
不然，嘌呤摄入太多，身体不就乱套了嘛！平时呢，也得多运动运动。
运动就像是给身体这座大城堡打扫卫生，让一切都能更顺畅地运行。
多喝水也很重要呀，就像是给代谢的小火车加上油，让它跑得更快更稳。
所以说呀，嘌呤代谢可不是个小事儿呢！咱得重视起来，别让它在身体里瞎捣乱。
要好好照顾自己的身体，让嘌呤代谢这个小魔术在身体里有条不紊地进行。
咱可不能让它变成捣乱的小恶魔呀，对不对？大家可得记住咯！。
嘌呤代谢ppt课件
（GAR）
（谷氨酰胺）
O
C HO C
C H2N
N CH
N
羧化酶 HC 变位酶 C
CO2 H2N
N CH
N
H2O ATP H2C
AIR合成酶
C HN
H N
CH
NH O
Gln
FGAM 合成酶
ATP
Glu
（谷氨酸）
R-5'-P
R-5'-P
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑核苷酸 （AIR）
这种还原反应是由核糖核苷酸还原酶催化，在二磷酸核苷（NDP） 水平上进行的。
P
P O CH 2 O
碱基
P P O CH 2 O
碱基
核糖核苷酸还原酶
Mg 2+
OH OH
NDP
硫氧化
（ N=A,G ,C,U） 还 原 蛋 白
H 2O 硫 氧 化
SH
还原蛋白
SH
S S
NADP +
FAD
NADPH
硫氧化还原蛋白还原酶
• 为三氧基嘌呤，其醇式呈弱酸性。各种嘌呤氧 化后生成的尿酸随尿排出。因溶解度较小，体 内过多时可形成尿路结石或痛风。
• 正常人血浆中尿酸含量为2-6mg%；男性平均为 4.5mg%，女性为3.5mg%。
• 除了痛风，尿酸高还是许多疾病的危险指征。 权威调查数据显示，高尿酸血症人群罹患冠心 病死亡的几率是尿酸正常人群的5倍。
N H
hypoxanthine
(H)
N
N H
PRPP酰胺转移酶 IMP
-
-
6-MP 6-MP 6-MP核苷酸
嘌呤核苷酸的分解代谢
（一） 嘌呤核苷酸的补救合成
两个酶：① 腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT） ② 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT） 反应： 腺嘌呤 ＋ PRPP
APRT
AMP ＋ PPi
次黄嘌呤 ＋ PRPP
鸟嘌呤 ＋ PRPP
HGPRT
HGPRT
IMP ＋ PPi
GMP ＋ PPi
＊人体内还有腺苷激酶，能使腺嘌呤核苷磷酸化，生成AMP 腺嘌呤核苷
（三）嘌呤核苷酸的相互转变
（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物 为嘌呤﹑氨基酸或叶酸等的类似物，充当竞争性抑制剂， 干扰或阻断合成代谢，具有抗肿瘤的作用。 嘌呤类似物： 6-巯基嘌呤（6MP） 6-巯基鸟嘌呤 8-氮杂鸟嘌呤 氨基酸类似物：氮杂丝氨酸（重氮丝氨酸） 与谷氨酰胺类似 6-重氮-5-氧正亮氨酸 N-羟-N-甲酰甘氨酸 与天冬氨酸类似 （羽田杀菌素）
H2O+O2
H2O 2
H2O+O2 H2O2 （人类和灵长类动物、 爬虫、鸟类）
（灵长类以外的哺乳动物） 尿酸氧化酶
尿囊素
尿酸
H2O （植物）
尿囊 素酶
CO2+H2O2
尿囊酸酶
2H2O+O2
（鱼类、两栖类）
尿囊酸
尿素
2H2O
+
乙醛酸
H2O
脲酶
4NH3 + 2CO2
（海洋无脊椎动物）
别嘌呤醇作用的机理：
⑴ 5-磷酸核糖→ → →次黄嘌呤核苷酸（IMP）
PRPP— 核苷酸核糖磷酸部分的供体
关键酶
IMP合成的特点：
IMP是在磷酸核糖 分子上逐步合成的， 而不是首先单独合成 嘌呤碱，再与磷酸核 糖结合的。
嘌呤的代谢过程
嘌呤的代谢过程
嘌呤的代谢过程：合成代谢和分解代谢。
1.合成代谢。
合成代谢是利用磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位磷等原料合成嘌呤核苷酸的过程，称为从头合成途径。
以及利用体内游离碱基或核苷重新合成相应核苷酸的过程，称补救合成途径两个途径。
2.分解代谢。
细胞中的核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷，核苷经核苷磷酸化酶作用，磷酸解成自由的碱基及核糖-1-磷酸。
嘌呤碱基可以参加核苷酸的补救合成，也可以进一步水解。
人体内，嘌呤碱基最终分解生成尿酸，随尿排出体外。
在嘌呤的分解代谢过程中，有多种酶的参与，由于酶的先天性异常代谢发生紊乱，使尿酸的合成增加或排出减少，均可引起高尿酸血症。
当血尿酸浓度过高时，尿酸即以钠盐的形式沉积在关节、软组织、软骨和肾脏中，从而引起痛风。
微生物对茶叶中嘌呤生物碱代谢的研究进展
微生物对茶叶中嘌呤生物碱代谢的研究进展马存强1，杨 超1，周斌星1,2,*，任小盈1，李 静1，李发志3（1.云南农业大学龙润普洱茶学院，云南 昆明650201；2.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽 合肥230036；3.云南省保山市隆阳区茶叶技术推广站，云南 保山678000）摘 要：嘌呤碱是茶叶中重要的内含物质，常应用于医疗保健和食品饮料等行业。
在黑茶渥堆和茶叶微生物发酵期间嘌呤碱出现种类和含量的变化。
为探究微生物与嘌呤碱代谢的关系，本文对近年国内外相关研究进行综述，发现不同微生物单菌种发酵对嘌呤碱含量和种类影响不一，顶头孢霉（Cephalosporium acremonium ）能显著提高茶叶中咖啡碱含量；烟曲霉（Aspergillus fumigatu ）、乳酸菌（Lactobacillus ）、醋酸型乳酸菌（acetic acid Lactobacillus ）等对嘌呤碱含量影响不大；酵母菌（yeast ）、聚多曲霉（Aspergillus sydowii ）对咖啡碱有降低作用；黑曲霉（Aspergillus niger ）对嘌呤碱代谢影响存在争议；咖啡碱与茶叶碱存在消长关系。
关键词：茶叶；微生物；嘌呤碱；咖啡碱；代谢Recent Progress in Microbial Metabolism of Purine Alkaloids in Fermented TeaMA Cun-qiang 1, YANG Chao 1, ZHOU Bin-xing 1,2,*, REN Xiao-ying 1, LI Jing 1, LI Fa-zhi 3(1. LongRun Pu-erh Tea College, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;2. College of Tea and Food Science and Technology, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China;3. Yunnan Province Baoshan City Longyang Tea Technical Extension Station, Baoshan 678000, China)Abstract: As important substances present in tea, purine alkaloids are often employed in medicine and health care as well as drinks. The kinds and contents of purine alkaloids are potentially changed during microbial fermentation of tea. After reviewing recent literature regarding the association of microorganisms with the metabolism of purine alkaloids in fermented tea, this article finds that different strains, when used individually to ferment tea, have different effects on the kinds and contents of purine alkaloids. Cephalosporium acremonium can substantially enhance caffeine contents in tea, Aspergillus fumigatu , Lactobacillus , and acetic acid Lactobacillus have little impact on the contents purine alkaloids, and yeast and Aspergillus sydowii NRRL 250 can reduce caffeine contents. However, the effect of Aspergillus niger on purine alkaloid metabolism remains controversial. In addition, a trade-off relationship between caffeine and theophylline exists during tea fermentation.Key words: tea; microorganism; purine alkaloids; caffeine; metabolism 中图分类号：S571.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）21-0292-05doi:10.7506/spkx1002-6630-201421057收稿日期：2013-12-27基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目（2007BAD58B03）；保山市科技项目-保山市特种茶叶开发与研究项目作者简介：马存强（1988—），男，硕士研究生，研究方向为茶叶加工与综合利用。
鸟嘌呤 鸟苷 次黄嘌呤 脱氧腺苷 嘌呤代谢 作用
鸟嘌呤、鸟苷、次黄嘌呤、脱氧腺苷等物质是嘌呤代谢过程中的重要组成部分，它们在人体内起着重要的作用。
嘌呤代谢是机体内一系列生化反应的综合体，包括嘌呤的合成与降解两个方面。
在正常的生理状态下，人体内的嘌呤代谢会保持动态平衡，但一旦出现异常，就可能导致一系列疾病的发生。
以下将就鸟嘌呤、鸟苷、次黄嘌呤、脱氧腺苷及嘌呤代谢的作用进行详细的阐述：一、鸟嘌呤1. 鸟嘌呤是一种有机化合物，它是一种重要的生物碱物质，在机体内广泛存在。
2. 鸟嘌呤是嘌呤核酸的构成单位之一，对于DNA、RNA的合成起着重要作用。
3. 鸟嘌呤还是一种重要的能量物质，它能够参与维持人体的正常代谢。
4. 鸟嘌呤还能够激活一些生物酶的活性，对于机体的正常生理功能有着重要的影响。
二、鸟苷1. 鸟苷是由鸟嘌呤和核糖组成的核苷类物质，它在机体内是一种重要的生物碱物质。
2. 鸟苷是RNA的组成单位之一，对于RNA的合成和代谢起着重要作用。
3. 鸟苷还能够参与细胞的能量传递过程，对于维持细胞的正常代谢具有重要作用。
4. 鸟苷还能够影响一些生物酶的活性，对于细胞的正常功能有一定的影响。
三、次黄嘌呤1. 次黄嘌呤是一种与嘌呤结构相关的生物碱物质，它在机体内也是一种重要的有机化合物。
2. 次黄嘌呤经过一系列生化反应后可以转化为黄嘌呤，然后被进一步代谢。
3. 次黄嘌呤还能够参与机体内的氮代谢过程，对于氮代谢的平衡起着重要作用。
4. 次黄嘌呤还能够影响细胞内的某些信号传导通路，对于细胞的正常功能有一定的影响。
四、脱氧腺苷1. 脱氧腺苷是由腺嘌呤和去氧核糖组成的核苷类物质，它在机体内也是一种重要的生物碱物质。
2. 脱氧腺苷是DNA的组成单位之一，对于DNA的合成和代谢起着重要作用。
3. 脱氧腺苷还能够参与细胞的代谢过程，对于细胞的正常功能有一定的影响。
4. 脱氧腺苷还能够影响一些生物酶的活性，对于细胞的正常代谢有重要的影响。
五、嘌呤代谢的作用1. 嘌呤代谢是指机体内嘌呤的合成和降解过程，它对于机体内的氮代谢、能量物质代谢和DNA/RNA的合成都有重要的影响。
植物叶片衰老
植物叶片衰老摘要：叶片衰老是植物发育后期的一个重要特征。
在生产上当植物叶片衰老或是异常时，光合作用减退，将极大程度地限制植物产量潜力的发挥，农业生产中造成许多作物减产。
本文结合植物叶片衰老发育的过程，从叶片衰老过程中各个组织水平细胞结构变化、细胞生理生化变化、植物激素以及基因调控等方面对叶片衰老的机理进行综述，并提出今后研究的方向。
关键词：植物叶片衰老，机制，调控，环境因素1.叶片衰老过程叶片衰老最显著的形态变化就是叶片颜色的变化，在衰老过程中，生理生化指标的变化是其衰老过程的反应，可用来判断衰老的过程及其程度，而衰老的机理是导致这些生理生化指标变化的基础（张宝来，2013）。
研究表明，根据植物叶片生理生化变化的早迟、强弱、方向和幅度，一般将衰老过程划分为三个阶段：诱导期、抵抗期和加剧期。
三个衰老阶段表现出不同的生理生化变化特征。
一阶段的变化较大，第二阶段为趋于平稳的变化，第三阶段变化剧烈。
即第三、第一、第二阶段的生理生化变化速率依次降低。
在衰老诱导阶段，叶片受到衰老信息的刺激，存在于体内的衰老机制得到激发，生理生化变化表现为幅度较大的应激反应，呈现出通过生理生化变化来去除衰老信息作用的趋向。
在衰老抵抗阶段，是叶片内衰老机制和防衰老机制相互激烈作用的时期，因而表现出生理生化变化速率较小的特点。
但是，衰老机制逐渐处于主导地位，使生理生化变化逐渐向衰老的方向发展，真正意义的衰老是从这一阶段开始的。
在剧烈衰老阶段，体内的防衰老机制已失去作用或不复存在，因而生理生化变化表现为变幅很大的衰老特征，最终导致死亡（Eng-Chong Pua Michael R.Davey,2010）2．叶片衰老的细胞结构和生理功能的的变化研究表明，植物叶片在衰老过程中表现为下述典型特征：叶绿素的降解明显快于合成，蛋白质迅速丧失，RNA大量水解，叶片在形态上表现为黄化现象。
2.1细胞结构的变化叶细胞在衰老阶段显示出一些独特的结构和生化变化。
第二章 茶树次级代谢(10学时)-第三节(2学时)
构建工程菌生物合成茶氨酸
随着现代基因工程操作技术的发展,通过构建茶氨 酸合成酶基因转化的工程菌可以实现微生物发酵直 接生产茶氨酸,但需要对茶氨酸合成酶有深入的研 究,而目前茶氨酸合成酶基因的研究仍为空白,有关 茶氨酸合成酶的研究,国内、国外报道甚少。 由工程菌合成茶氨酸, 要解决构建ＡＴＰ再生系统 的问题。ＴａｋａｓｈｉＴａｃｈｉｋｉ等用微生 物发酵法合成茶氨酸时是以细菌谷氨酰胺合成酶匹 配酵母的ＡＴＰ再生系统,但是由于反应体系复杂, 茶氨酸产量不高。而工程菌可以实现茶氨酸合成酶 基因的表达及ＡＴＰ再生系统的构建于同一菌株。 进而开辟茶氨酸生物合成的新途径。
第二章 茶树次级代谢
【小结】
名词解释：茶氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶、 谷氨酰胺合成酶/谷酰胺-α-酮戊二酸氨基转 移酶（GS/GOGAT）系。 不同叶位、不同季节对新梢中茶氨酸含量的 影响？ 简述茶氨酸及其前体的生物合成途径及涉及 的酶系？茶氨酸生物合成的部位？ 从茶树中氨基酸代谢途径解释茶树为何有喜 铵耐氨的特性？
第二章 茶树次级代谢
四、茶氨酸的规模化发酵生产
茶氨酸虽然为茶树独 有的氨基酸，而利用 微生物发酵方法大规 模合成L-茶氨酸已成 为现实。 1993年，日本报道了 用k-甲叉菜胶固定一 种硝酸还原假单胞z细 菌IF012694 （Pseudomonas nitroreducens）大规 模生产茶氨酸。
第二章 茶树次级代谢
三、茶氨酸的分解代谢
（一）酰胺键酶促水解 （二）乙胺的去向
第二章 茶树次级代谢
（一）酰胺键酶促水解
茶树体内，茶氨酸的 降解，有它独特的地 方。首先是酰胺键酶 促水解，而不是马上 脱胺或脱羧。水解生 成谷氨酸和乙胺，生 成的乙胺，部分地参 与儿茶素的合成。 研究表明：茶氨酸的 降解代谢与光照有关， 遮荫叶片茶氨酸含量 高，这是因为弱光对 茶氨酸的分解有抑制 作用，从而抑制了茶 氨酸向儿茶素的转化， 使茶氨酸得以积累 ， 这对提高茶叶品质有 重要作用。
降尿酸的9种植物提取物
降尿酸的9种植物提取物【姜黄素】从生姜、姜科、天南星科中的一些植物的根茎中提取的一种化学成分，pH值7.8（黄）-9.2（红棕）。
具有抗炎和抗氧化性能。
有助于保护肝脏免受毒素。
【水飞蓟素】为菊科植物水飞蓟的干燥成熟果实,秋季果实成熟时采收果序,晒干,打下果实,除去杂质,晒干。
这是一种黄酮类化合物，其性味苦凉,有清热解毒,疏肝利胆之功效，也是最有用的肝脏保护物质之一。
【菊芋粉】菊芋经过研磨而成的粉，菊芋又名洋羌,是一种多年宿根性草本植物。
有助于胆汁的生产，帮助降低胆固醇，并改善消化。
【丝兰茎】丝兰提取物。
丝兰是塞舌尔国家的国花。
有助于血液净化，并有助于代谢食物中的矿物质和嘌呤。
【大蒜素】大蒜提取物，有助于排毒身体，防止感染，增强免疫系统，降低血压，降低胆固醇。
【芹菜籽】有降血压、降血脂及对风湿症、风湿关节炎、痛风、高尿酸症等都有舒解作用。
【花青素】葡萄、蓝莓、茄子、樱桃、草莓、山楂等提取物，是当今人类发现最有效的抗氧化剂，也是最强效的自由基清除剂。
【白藜芦醇】主要来源于花生、葡萄。
抗氧化、抗自由基、保护心血管系统、保肝。
【枸椽酸】主要来源于樱桃，益气，祛风湿。
洽瘫痪，四肢不仁，风湿腰腿疼痛，冻疮, 收涩止痛, 缓解肌肉酸痛, 有助尿酸的排泄，缓解因痛风、关节炎所引起的不适，是很有效的抗氧化剂。
痛风管理师特别提醒：1.尽管以上提取物已被证明对降尿酸有帮助，但不能替代药物；2.提取物和来源物含量上有巨大的差异，比如芹菜籽中的降尿酸成份是芹菜的50倍，因此直接食用源物质对降尿酸的作用有限。
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植物嘌呤代谢
植物嘌呤代谢是指植物体内对嘌呤类化合物的合成、分解和转化过程。
嘌呤是一种含氮有机化合物，在植物体内具有重要的生理功能，参与多种代谢途径和生长发育过程。
植物体内嘌呤代谢主要包括两个方面：嘌呤核苷酸的合成和嘌呤碱基的分解。
1. 嘌呤核苷酸的合成：嘌呤核苷酸是嘌呤代谢的重要产物，包括腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
植物体内嘌呤核苷酸的合成通常经过两个途径：一个是通过腺苷酸合成途径，由腺苷酸途径中的腺苷酸二磷酸化酶、腺苷酸转氨酶等酶催化嘌呤核苷酸的合成；另一个是通过甲基腺苷酸途径，通过甲基化反应链合成嘌呤核苷酸。
2. 嘌呤碱基的分解：植物体内的嘌呤碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、黄嘌呤等。
嘌呤碱基的分解产生尿酸，通过尿酸氧化酶作用进一步转化为二氧化尿酸。
植物体内的嘌呤碱基分解是一个重要的嘌呤代谢途径，它可以释放出碱基成分，提供氮源和碳源，参与细胞核酸的合成和维持细胞的正常生理功能。
嘌呤代谢在植物的生长发育、逆境应答、胁迫耐受等方面发挥重要作用。
例如，嘌呤代谢与植物生长发育的关系密切，嘌呤核苷酸的合成与植物的核酸、蛋白质、酶等的合成有关；嘌呤碱基的分解与植物的能量代谢、呼吸作用、色素合成等有关。
此外，嘌呤代谢在植物逆境应答和胁迫耐受方面也有重要作用，植物在逆境环境下，如干旱、盐碱、低温等，嘌呤代谢通常会
发生变化，有助于植物适应和抵御逆境。
总之，植物嘌呤代谢是一个复杂而重要的生物化学过程，对植物的生理代谢和逆境应答具有重要影响。