植物资源学——植物化学知识.ppt

生源研究的意义
1．了解各类成分的生物合成途径以及某种 成分最初由何种物质（这种物质称为前体 Precursors）形成和各种中间产物后，就可 以人为地在植物中注入前体或中间产物来 增加所需成分的积累和产量。达到人工控 制、定向培育的目的。
例如在枸椽酸的新陈代谢途径中加入乌头 酶（Aconilase）就可以增加枸椽酸在植物 体内的积累，因枸椽酸的生成过程中必须 有此种酶的存在。
生源研究主要是研究各类成分在体内生物 合成的途径，各种酶在过程中所起的作用 以及过程中所产生的各种中间产物的化学 并测定它们的结构。
生源的研究有多种设想与途径，形成了多 种学说，如异戊二烯法则、醋酸学说等已 普遍应用于研究药用植物有效成分的生物 合成及其途径。
随着同位素示踪技术和化学技术的发展， 生源研究的进展也更为迅速。
氨基酸途径合成生物碱等成分。
（一）糖类及甙类
糖类(suger,saccharides)又称碳水化合物 (carbohydrates)，广泛分布于生物体内， 为植物光合作用的初生产物。糖类不仅是 植物体内的贮藏养料，而且是生物合成其 他有机化合物的前体。
按照组成糖类成分的糖基个数，可将糖类 分为单糖、低聚糖和多糖三类。
第二章 植物化学的基本理论与研究方法
一、植物的化学成分 二、植物化学成分研究方法
一、植物的化学成分
包括植物体及其代谢的所有化学成分。
生长条件不同有较大差别。
主要有以下八大类：糖类及甙类、脂类、 氨基酸蛋白质类、维生素、生物碱、挥 发油和萜类、色素、鞣质等。
植物化学成分的生源学说
Bigin
多糖：纤维素、半纤维素、菊糖（Inulin）、淀 粉、树胶及粘液质等。
树胶：杂多糖，由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、 甘露糖、木糖等聚合成。
粘液质（粘多糖）：杂多聚糖，由阿拉伯糖、半 乳糖、葡萄糖、甘露糖、木糖等聚合成。如车前 子胶、石花菜琼脂、玉竹根粘液等。
甙类(glycosides)
甙(glycosides)又称苷、配糖体或糖杂体 (heteroside)，是由糖或糖的衍生物与非糖 化合物以甙键方式结合而成的一类化合物。 根据甙键原子的不同分为O-甙、S-甙、N甙和C-甙等类型，在自然界存在最多的是 O-甙。甙的非糖部分称为甙元(aglycon)。
4．了解某类成分在植物体内的原始状 态与代谢途径后，就可以为进行植物成 分的生物合成提供理论规律，这将能更 好地对生产与实践（如生药的采收时间 与部位，有效成分的合成等）起指导作 用。
植物成分的生源分为两类：
一类是植物本身必须的营养物质，如糖类， 脂肪、蛋白质等成分的新陈代谢途径。
一类是植物次生物质，如生物碱、甙类、 萜类等成分的新陈代谢途径。
它们的结构、功能千差万别，形成了生 命的多样性和复杂性。
（四）维生素
维生素（vitamin）是维持人体正常物质代谢和某 些特殊生理功能不可缺少的低分子有机化合物， 主要参与各种酶的组成，因其结构和理化性质不 同，使其各具特殊的生理功能。
不是构成机体组织的原料，也不能为机体提供热 能，只需少量即能满足机体的生理需要。
组成甙类的糖有单糖、双糖和低聚糖，最 常见的是葡萄糖与鼠李糖，
甙类主要有氰甙、酚甙、硫甙、吲哚甙及 生物碱甙等。
（二）脂类(Lipids)
脂类指用非极性溶剂（如氯仿或乙醚）从生物细 胞或组织中提取的、不溶于水的油性有机物，又 称脂质。
脂类有几种不同的分类方法。主要有酰基甘油类 （中性脂肪）、磷脂类、鞘脂类、固醇与脂肪酸 构成的酯（类固醇）及蜡。
糖 类(suger,saccharides)
单糖：有200多种，n=3～8，而以五碳(戊糖， pentose)、六碳(己糖，hexose)单糖最多见。
低聚糖：目前仅发现由2～5个单糖分子组成的低 聚糖，分别称为双糖(如蔗糖、麦芽糖)、三糖(如 龙胆三糖、甘露三糖)、四糖(如水苏糖)、五糖(如 毛蕊糖)等。
水解蛋白可获得35种氨基酸，其中20种 是常见的。
按侧链R-基团的化学性质，氨基酸可分 为三大类：芳香族氨基酸、脂肪族氨基 酸、杂环氨基酸。
蛋白质是一切生命的物质基础，是肌体 细胞的重要组成部分，是人体组织更新 和修补的主要原料，没有蛋白质就没有 生命。
蛋白质是由20多种氨基酸组成，以氨基 酸组成的数量和排列顺序不同，使人体 中蛋白质多达10万种以上。
2．从生源关系密切的成分中来扩大生物活 性物质的资源。
如三萜类与许多甾体衍生物类在生源上具 密切关系，甾体衍生物类常具多种生物活 性，三萜类成分在植物界分布广泛，故有 可能从三萜类成分来寻找具广泛生物活性 的物质。
3．从生源学说来确定某类成分的结构类别。 如四环三萜类成分原分类不属于三萜，以 后通过生源关系的探讨，才明确地将它们 划在三萜范围内。
学说很多，不少还是设想，主要有以下几 种:
醋酸酯-丙二酸酯（Acetate-Melonate）途径 合成脂肪酸、酚性化合物、蒽醌等成分，
3，5-羟基-3-甲基戊酸酯（Mevalonate）途 径合成萜类、甾类等成分，
莽草酸（shikimicacid）途径合成芳香族氨 基酸、有机酸及其他化合物；
植物众多的化学成分有的已可用化学 的或生物的方法进行合成。
植物体内的化学成分是怎样形成的？ 是由何种物质、经过什么新陈代谢途 径形成的？
植物学、生物学、植物化学、生物化学的 研究工作者从可能的新陈代谢过程，生物 化学反应等多方面地进行推测植物化学成 分在植物体内的形成过程，这就是植物化 学成分的生源学说。
最丰富的脂类是三酰基甘油（脂肪），它们是多 数生物的主要燃料，是化学能的最重要贮存形式。 磷脂等具有极性的脂类是细胞膜的主要成分，细 胞膜的许多性质是脂类成分的反映。
（三）氨基酸、蛋白质类
氨基酸（amino acid）是构成蛋白质的 基本单位。
是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的 有机化合物，氨基一般连在α-碳上。