Bài giảng Hợp chất thứ cấp thiên nhiên - Chương 2: Phân loại các hợp chất tự nhiên

Bài giảng Hợp chất thứ cấp thiên nhiên - Chương 2: Phân loại các hợp chất tự nhiên, cung cấp cho người học những kiến thức như: Các hợp chất terpenoids; Một số terpenoid điển hình; Tác dụng sinh học của terpenoid; Các hợp chất alkaloids; Chức năng sinh học của alkaloids;...Mời các bạn cùng tham khảo!

CHƯƠNG PHÂN LOẠI CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN  Không thể phân loại sản phẩm thiên nhiên cách cứng nhắc đa dạng lớn cấu, chức năng, đường sinh tổng hợp  Các hợp chất trao đổi thứ cấp thành năm lớp chính: Terpenoids steroid, Các chất axit béo polyketides, Các alkaloids, Các polypeptide không tham gia cấu tạo ribosome, Các cofactor enzyme nhóm quan trọng : (1) terpenoids steroid, (2) polyketides (3) alkaloids (các hợp chất chứa nitơ) PHÂN LOẠI CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN PHÂN LOẠI CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN Terpenoid steroid  Terpenoid bao gồm phổ lớn cấu trúc dường khơng có mối liên quan (hơn 35.000 hợp chất sinh tổng hợp từ đơn vị isopentenyl diphosphate)  Các terpenoid chiếm tỉ lệ lớn số chất chuyển hóa thứ cấp  Hầu hết chất thuộc lớp khơng hịa tan nước, tổng hợp từ acetyl-CoA sản phẩm trung gian acetyl-CoA Alkaloid  Một lớp lớn đa dạng hợp chất tự nhiên (> 12.000 hợp chất biết) Các hợp chất chứa nhóm amin cấu trúc chúng sinh tổng hợp từ đường sinh tổng hợp amino acid  Morphine ví dụ điển hình Polyketide  Polyketides axit béo lớp chất chuyển hóa thứ cấp liên quan đến cạnh tranh sinh tồn  Polyketides thường sinh tổng hợp thông qua việc ngưng tụ decarboxyl malonyl-CoA Các hợp chất terpenoids Các cấu trúc terpenoid TERPENOID VÀ STEROID • • Tên gọi terpenoid xuất phát từ tên thành viên tách chiết từ nhựa thông ("terpentin" tiếng Đức) Tất terpenoid bắt nguồn phản ứng tổng hợp lặp lặp lại đơn vị năm cacbon phân nhánh dựa khung isopentan Các đơn phân các đơn vị 5C isoprene Đơn vị cấu tạo terpen  Tất terpen có nguồn gốc từ kết hợp yếu tố 5-carbon (còn gọi C5) đơn vị isoprene terpen bị phân hủy nhiệt độ cao để tạo isoprene  Các terpene gọi isoprenoid  Terpen phân loại theo số lượng đơn vị C5  Ví dụ, terpene có 10C, tức có chứa hai đơn vị 5C gọi monoterpene, terpen có 15C (ba đơn vị C5) gọi sesquiterpene;  Terpen có 20C (bốn đơn vị C5) gọi diterpenes  Terpen lớn bao gồm triterpenes (30 nguyên tử cacbon), tetraterpenes (40 nguyên tử cacbon) polyterpenoids ([C5]n nguyên tử cacbon, n> 8) Ví dụ terpenoid • • • Sesquiterpene vòng eudesmol dầu bạch đàn Diterpenes bao gồm bốn đơn vị isoprene có nguồn gốc từ geranylgeranyl pyrophosphate (GPP) Ví dụ kahweol, cembrene, cafestol taxadiene Nhiều chất có hoạt tính sinh học phytol retinol Triterpenes có sáu đơn vị isoprene từ squalene lanosterol tìm thấy dầu liu mầm lúa mì Một số terpenoid điển hình Tác dụng sinh học terpenoid Kích thích tăng trưởng phát triển  Một số terpen liên quan đến tăng trưởng hay phát triển coi chất chuyển hóa sơ cấp khơng phải chất chuyển hóa thứ cấp Ví dụ, giberelin diterpenes, nhóm quan trọng hormone sinh trưởng thực vật Brassinosteroid gồm hormone thực vật có chức điều tiết tăng trưởng có nguồn gốc từ triterpenes  Sterol dẫn xuất triterpene thành phần thiết yếu màng tế bào, ổn định cách tương tác với phospholipid  Các chất màu đỏ, cam vàng carotenoid tetraterpene có chức sắc tố phụ quang hợp bảo vệ mơ quang hợp khỏi bị oxy hóa ánh sáng Các hormone acid abscisic terpene C15 tạo từ kết phân giải tiền chất carotenoid  Tuy nhiên phần lớn terpen chất chuyển hóa thứ cấp tham gia vào trình tự bảo vệ Các glycoside dạng cyanogenic giải phóng hydroxyanua Các hợp chất bảo vệ chứa N khác ngồi alkaloid tìm thấy nhiều lồi thực vật Hai nhóm chất cyanogenic glycosides glucosinolates thân không độc dễ dàng bị biến đổi để tạo thành chất độc, số dạng dễ bay hơi, bị nghiền nát Cyanogenic glycosides giải phóng hydroxyanua (HCN) chất độc gây chết người Chuyển hóa glycosides cyanogenic thực vật trình enzyme hai bước, thủy phân đường giải phóng HCN: • Trong bước đường phân cắt glycosidase, enzyme thủy phân phân cắt đường khỏi phân tử khác mà chúng liên kết • Trong bước thứ hai sản phẩm thủy phân, α-hydroxynitrile cyanohydrin, phân hủy cách tự nhiên với tốc độ thấp để giải phóng HCN Bước thứ hai tăng tốc enzyme hydroxynitrile lyase MỘT SỐ ALKALOID QUAN TRỌNG Tên hợp chất Tên khoa học alkaloid lồi Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc Tên hợp chất alkaloid Tên khoa học lồi Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc Tên hợp chất alkaloid Tên khoa học lồi Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc Tên hợp chất Tên khoa học alkaloid loài Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc Tên hợp chất Tên khoa học alkaloid lồi Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc Tên hợp chất Tên khoa học alkaloid lồi Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc Tên hợp chất Tên khoa học alkaloid lồi Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc Tên hợp chất Tên khoa học alkaloid lồi Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc Tên hợp chất Tên khoa học alkaloid loài Hình ảnh đặc trưng Cấu trúc hóa học Hoạt tính sinh học Sản phẩm thuốc HỢP CHẤT POLYPHENOL Các hợp chất polyphenol Các hợp chất polyphenol chính, ví dụ nguồn cung cấp Các hợp chất polyphenol chính, ví dụ nguồn cung cấp Polyketides • • • Polyketide tổng hợp từ đơn vị hai carbon có nguồn gốc từ acetate hoạt hóa dạng acetyl-CoA malonyl-CoA Khơng giống axit béo, có nguồn gốc từ tiền chất này, polyketide giữ lại tất hầu hết phân tử oxy tham gia thực chức sinh học Trong trình sinh tổng hợp polyketide, chất trung gian poly-bketo có khả phản ứng cao hình thành, thường trải qua q trình vịng hóa thành vịng thơm gồm thành viên pyrone sáu thành viên Nhiều polyketide hợp chất phenol phenylpropanoids, hai nhóm phân biệt mơ hình thay vòng thơm Trong polyketide thường chứa phân tử oxy thực chức sinh học ngun tử cacbon (vị trí meta), phenolics lại có nguồn gốc từ đường henylpropanoid oxy hóa vị trí ortho Nhiều polyketide glycosyl hóa mang chất thay acyl đơn vị đường ...PHÂN LOẠI CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN PHÂN LOẠI CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN Terpenoid steroid  Terpenoid bao gồm phổ lớn cấu trúc dường mối liên quan (hơn 35.000 hợp chất sinh tổng hợp từ đơn... thuốc HỢP CHẤT POLYPHENOL Các hợp chất polyphenol Các hợp chất polyphenol chính, ví dụ nguồn cung cấp Các hợp chất polyphenol chính, ví dụ nguồn cung cấp Polyketides • • • Polyketide tổng hợp từ... acetyl-CoA Alkaloid  Một lớp lớn đa dạng hợp chất tự nhiên (> 12.000 hợp chất biết) Các hợp chất chứa nhóm amin cấu trúc chúng sinh tổng hợp từ đường sinh tổng hợp amino acid  Morphine ví dụ điển hình