植物体内各种成分的生源基本上可两类,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。有关这些代谢途径的学说很多,其中不少还是设想,例如认为醋酸酯一丙二酸酯(Acetate-Melonate)途径合成脂肪酸、酚性化合物、蒽醌等成分,3,5-羟基一3-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;氨基酸途径合成生物碱等成分。
1.植物体内各类成分的生源关系:
2.各类植物次生物的生源学说,列举数例说明它们的生物合成途径:
(1)有机酸类: 有14C可以说明许多较复杂的有机酸类由 CH3COOH形成,如上所述6-甲基不杨酸的生物合成途径:
(2)生物碱:
生物碱的生源学说曾有多种路线的设想,但己主要集中学说,即生物碱是由醋酸、单萜和多种简单氨基酸如苯丙氨酸(Phenylalanine)、色氨酸(TrYptophan)、蛋氨酸(Meih1onine),鸟氨酸(Ornithine)等作为前体而形成的。这些理论因为标记化合物的发展已可用实验证实。方法是给予植株以一定的具标记元素的化合物为前体,(常用的为具14C的化合物),待植株经过一定时期的生长后,分离生物碱,从前体与生成物标记元素的位置来确定二者之间的关系。由于应用了这种技术,许多生物碱如烟碱(Nicoitine)、)吗啡(Morphine)、莨菪碱(Hyoscyamine)、秋水仙碱(Col一chicine)、罂粟碱(Papaverine)、芦竹碱(Gramine)等已证明是由氨基酸形成。有些简单的生物碱已可按生源学说途径在实验室里用氨基酸进行人工合成。目前关于生物碱的生源研究有一较大的突破,即认为除了上述各种前体外,还有许多特殊的中间物质参与了生物合成过程。
例:自鸟氨酸等形成的生物碱
(3)香豆精类:
(4)蒽醌类: 许多蒽醌类成分在植物体内的前体至今未完全确定。有的学者认为苔藓酸(Orsellinic acid,广泛分布于地衣和真菌)为一前体。由其形成蒽醌类成分的生源学说路线。
(5)萜类:
一般认为由CH3COOH与辅酶A(CoenzymeA,简作:CO.A)缩合成酯,再经过脱水、氧化-还原、环化、分子重排等反应形成C5--C10--C15--C20--C30--C40--的各种萜类。
以上仅列举了部分植物化学万分的生源学说,由于大家对此项工作的意义日益重视,有关生源研究的科研工作日益增多,原来的一些设想也得到了实验证实。但由于植物成分的本身种类和结构变化多样,加上在这些成分生物合成过程中所产生的各种中间产物的化学结构以及它们之间关系的复杂性,植物成分的生源研究还需要进行大量的深入的工作。