Chương 8: Các chất có nguồn gốc thứ cấp

Chia sẻ: Nguyen Quoc Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

214
lượt xem 44
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong tế bào thực vật ngoài các hợp chất chính như G, L, P, NA, vitamin còn có một số hợp chất khác có thành phần cấu tạo hóa học rất khác nhau được gọi là "các chất có nguồn gốc thứ cấp". Một số lớp là sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất, thí dụ như các acid hữu cơ

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 8: Các chất có nguồn gốc thứ cấp

N I DUNG BÀI GI NG SINH HÓA H C 1. I CƯƠNG 2. PHÂN LO I PH N I – SINH HÓA H C TĨNH Chương 8 CÁC CH T CÓ NGU N G C TH C P 1. I CƯƠNG • Tuy trong t bào th c v t các ch t có ngu n g c • Trong t bào th c v t ngoài các h p ch t chính như th c p hi n di n v i m t lư ng không nhi u, G, L, P, NA, vitamin còn có m t s h p ch t khác có nhưng chúng óng m t vai trò r t quan tr ng thành ph n c u t o hóa h c r t khác nhau ư c g i là “các ch t có ngu n g c th c p”. trong s chuy n hóa th c v t. Hàng lo t các • M t s l n là s/p trung gian c a qúa trình T C, TD ch t này m tm c áng k quy nh như các acid h u cơ, chúng hi n di n trong t bào TV - tính c thù c a các loài th c v t, không nhi u, vì khi hình thành chúng s ư c t bào s d ng ngay làm nguyên li u cho các qúa trình t ng - gía tr th c ph m và h p các ch t khác. Tuy nhiên m t s ch t l i hi n - gía tr mùi v c a nhi u s n ph m khác nhau, di n v i s lư ng nhi u như cao su, tinh d u, alkaloid. Do ó danh t “các ch t có ngu n g c th nhi u ch t trong nhóm này ư c s d ng trong c p” ư c s d ng v i nghĩa r t quy ư c. công ngh th c ph m và y h c. 1
2. PHÂN LO I 2.1. Các acid h u cơ • Trong th c v t các ch t có ngu n g c th c p có th phân thành các nhóm : 2.2. Isoprenoid - Các ch t gây chua; 2.3. Alkaloid - Các ch t gây hương; 2.4. Nhóm s c t flavonoid - Các ch t gây v ; - Các ch t gây màu; 2.5. Glycosid - Các ch t có ho t tính sinh h c. 2.6. Các ch t i u hòa sinh trư ng th c v t • D a theo thành ph n c u t o có th phân chia các ch t có ngu n g c th c p thành 6 nhóm. ó là : Baûng 8.1 : Caùc acid höõu cô aliphatic thöôøng gaëp trong thöïc vaät 2.1. CÁC ACID H U CƠ Teân acid Caáu taïo Nguoàn Coâng duïng Formic H-COOH Taùo, daïng ester • Các acid h u cơ (m t ch c, hai ch c và ba ch c) Acetic CH3-COOH Caùc loaïi quaû vaø S d ng trong g p r t ph bi n nhi u loài th c v t. Chúng t o nöôùc quaû CN ra v chua. Ester c a chúng t o mùi c trưng c a Propionic CH3-CH2-COOH các lo i q a. Lactic CH3-CHOH-COOH Pyruvic CH3-CO-COOH Coù hoaït tính • Acid h u cơ là s n ph m trung gian c a các qúa n-Butyric CH3-CH2-CH2-COOH sinh lyù cao trình oxy hóa glucid, lipid và amino acid và là Isovaleric (CH3)2-CH-CH2-COOH Oxalic HOOC-COOH û daïïng muoái Có tính c ngu n nguyên li u t ng h p nhi u ch t khác trong t/b t/v nhau, b i v y chúng có vai trò là “ch t ngã ba Malonic HOOC-CH2- COOH Laù caây hoï ñaäu, ư ng” n i li n s chuy n hóa c a glucid, lipid và chanh Succinic HOOC-CH2-CH2- COOH Trong caùc loaïi Coù hoaït tính amino acid . hoa, taùo, maän Fumaric HOOC-CH=CH- COOH sinh lyù cao 2
Baûng 8.1 : Caùc acid höõu cô aliphatic thöôøng gaëp trong thöïc vaät Tính ch t COOH Teân acid Caáu taïo Nguoàn Coâng duïng – Acid m ch dài : kém bay hơi; Malic HOOC-CHOH-CH2- COOH Q a táo, lê, – Acid m ch ng n : d bay hơi; mơ – M t s acid ch a nhân thơm như acid galic → a.shikimic, HO OH Oxaloacetic HOOC-CO-CH2- COOH chi t xu t t hoa cây h i, làm OH Tartric HOOC-CHOH-CHOH- COOH Nho nguyên li u t ng h p tamiflu. Acid galic – Ngoài t o v chua, các acid Citric HOOC-CH2-C(OH)CH2- COOH Cam, chanh, h u cơ d ng ester t o mùi COOH COOH daïng muoái c trưng c a q a. trong thuoác nh lư ng acid b ng cách chu n Isocitric HOOC-CH2-CH-CHOH-COOH laù COOH v i base. OH HO Nho → quy v acid tartric, OH Gluconic CH2OH-(CHOH)4-COOH Táo → quy v acid malic. Acid shikimic Baûng 8.2 : Ester cuûa moät soá acid höõu cô ng d ng qui ñònh muøi cuûa quaû • Lên men VSV t o acid; • K t h p v chua + ng t tăng ngon mi ng; Ester Muøi cuûa quaû • i u ch nh pH b o qu n s n ph m (gi m Amyl acetate Chuoái pH); tăng hi u q a c a v hương; Octil acetate Cam • Ch th m c pha loãng c a s n ph m ch a Methyl butyrate Ñaøo acid citric và isocitric; Isoamyl butyrate Leâ • Acid citric còn giúp t o gel pectin, gi m k t tinh ư ng, t o ph c v i ion kim lo i hóa tr 2, 3 Ester cuûa röôïu isoamilic Taùo làm ch m qúa trình oxy hóa các acid béo ch a v i acid isovaleric n i ôi. 3
CÁC H P CH T ISOPRENOID 2.2. ISOPRENOID Terpen (Tinh d u) Carotenoid Cao su • Là các ch t d n xu t t isoprene (C5H8) : Là các ch t trùng Tetraterpen cis- phân c a isoprene C40H56 Polyisoprene CH2 = C – CH = CH2 (C5H8)n (C5H8)n Nhóm s c t vàng, CH3 Ph bi n là da cam, , hòa monoterpen C10H16 tan trong ch t béo - Terpen m ch th ng - Licopene (cà gutta-peccha - Terpen m ch vòng chua, không có (ch t ng ho t tính vitamin, phân trans h/l tăng g p 10 l n c a cao su, khi q a chín 100 g c - Carotene (α-β-γ) αβγ isoprene TINH D U (terpen) • i bi u c a lo i terpen m ch th ng (lo i • Tinh d u là h n h p c a nhi u h p ch t h u cơ này thư ng có 3 n i ôi) là myrcene và khác nhau mà thành ph n ch y u là terpen và các oxymen : s n ph m oxy hóa c a chúng và ph i có n ng H3C nh t nh c m nh n ư c. C=CH-CH2-CH2-C-CH=CH2 • Tinh d u d bay hơi (nh n bi t qua kh u giác), H3C CH2 Myrcene không tan trong nư c nhưng b lôi cu n theo nư c khi chưng c t. CH3 CH3 CH2=C-CH2-CH2-CH=C-CH=CH2 Oxymen 4
• Monoterpen ơn vòng ph bi n và quan tr ng CAROTENOID (C40H56) nh t là limonene và d n xu t ch a oxygen c a nó CH3 là menton và campho : C H2C Isoprene C CH2 H3C-C=CH2 H3C-C=CH2 H3C-C=CH2 H OH =O =O CH3 CH3 CH3 CH3 Lycopene Limonen Mentol Menton Campho (rư u) (tinh d u b c hà, (cây long não, d u cao sao vàng, hương nhu) k o b c hà) β- Carotene 2 pt vitamin A CAO SU (cis-poly isoprene ) β- Carotene Kho ng 2000 loài thưc v t có kh năng t ng h p cao su, trong ó ch có 500 loài t/h s lư ng áng k . Cao su ch a 500 – 5000 ơn v isoprene. M t ch t trùng phân khác là gutta-peccha (ch t ng phân trans hoàn toàn c a cao su, ch a kho ng 100 g c isoprene, α- Carotene là ch t cách i n r t quan tr ng. Có m i quan h m t thi t gi a isoprene, các h p ch t terpen, các carotenoid và cao su. T t c các h p ch t này u ư c t ng h p t nguyên li u acetyl-CoA. Tùy thu c γ Carotene vào tu i cây và i u ki n canh tác, trong m t th i i m nào ó cây s tích lũy ho c tinh d u, ho c cao su nhi u hơn. 5
2.3. ALKALOID H3C H CH3 H CH3 H • B t ngu n t ti ng r p algali = ki m. R C=C C=C C=C H2C CH2-CH2 CH2-CH2 CH2 - R • Là nh ng ch t d vòng có ch a N, có tính ki m, có tác d ng sinh lý m nh. D ng cis-poly isoprene c a cao su • Các lo i cây ch a alkaloid có ý nghĩa kinh t r t H3C CH2-CH2 H CH3 CH2-R l n như trà, cà phê, thu c lá… R C=C C=C C=C • M t s lo i s d ng ch a b nh tim, b nh ư ng H2C H CH3 CH2-CH2 H ru t, th n kinh và các b nh khác ngư i và ng v t. Dùng li u cao có h i cho s c kh e. D ng trans-poly isoprene c a gutta-peccha CÁC ALKALOID I N HÌNH M t s lo i r t c v i ngư i và ng v t, ư c s • Rixinin (th u d u) d ng làm thu c tr sâu. • Piperin ( t) • Nicotine (thu c lá) Trong mi n d ch h c TV, alkaloid là m t trong nh ng nhóm ch t có vai trò trong các p/ư t v , • Atropine (alkaloid t ng h p) ch ng s xâm nhi m, lây lan, phá ho i c a các loài • Cocain (coca) v t gây h i khác nhau th c v t. • Caffeine (trà, cà phê, ca cao). 6
Các alkaloid i n hình Nicotine : c u t o t vòng pyridine và pyrolidine, có Rixinin : d n xu t c a O-CH3 trong cây thu c lá. Tác d ng m nh trên h th n kinh trung N pyridine, có trong t t c -CN N các b phân cây th u ương và tk ngo i vi, gây co CH3 d u, có ch a nhóm CN N m ch máu → tăng huy t áp. Li u gây ch t 0,01 – 0,04 gam. Nicotine nên r t c. Bã khô d u CH3 Ch s d ng làm thu c tr th u d u không th s Rixinin b nh ngòai da gia súc và thu c d ng làm th c ăn gia súc. tr sâu. O CH2 Piperin : cũng là dx c a Atropine : Là m t trong nh ng alkaloid quan tr ng, pyridine, không c, gây -O tác d ng lên h th n kinh. S d ng làm giãn con c m giác cay c a t. N ngươi, gi i c khi ng c nicotine, li u i u tr : CO-CH=CH-CH=CH 0,001 – 0,003g. Li u cao hơn s c. Piperin Cocain : C u t o g n gi ng atropin, có trong cây 2.4. NHÓM S C T FLAVONOID coca nam M , hi n ư c tr ng nhi u nư c, hàm lư ng trong lá t 1 – 2%. • Là các h p ch t có d ng C6-C3-C6 Cocain làm tê li t u mút dây th n kinh c m • Chúng quy nh màu s c c a hoa, lá, q a, thân, làm giác, ư c dùng làm ch t gây tê b ph n. Tác d ng lên cho chúng có s c vàng, , xanh … khác nhau. h thàn kinh trung ương, là ch t gây nghi n. Li u c • Khác v i nhóm carotenoid v n cũng có màu vàng và : 0,2g O CH và không tan trong nư c, các glucosid c a 3 Caffeine : có trong cây cà H3 C N flavonoid u tan trong nư c. phê, chè, cây cacao và m t N • Flavonoid là d n xu t c a flavan : s cây khác; kích thích h O N O th n kinh trung ương và N C6 C6 C3 ho t ng c a tim, ngoài ra CH3 còn có tác d ng thông ti u. Caffeine (1,3,7- trimethylxanthine 7
ANTHOCYANIN Flavonoid bao g m ba nhóm chính : • Các h p ch t thu c nhóm này u là nh ng s c t • Anthocyanin cho màu , xanh, tím; quan tr ng c a hoa q a, chúng làm hoa q a có màu xanh v i nhi u s c thái khác nhau. • Anthoxanthin và flavone cho màu vàng; • Các anthocyanin hi n di n trong th c v t d ng h/c • Tanin th c ph m : bao g m catechin và glycosid v i 1 hay 2 phân t ư ng ơn như glucose, leucoanthocyanin không màu. galactose, ramnose và có khi là pentose : Anthocyanin → Anthocyanidin (aglicon) + monose. • Có 3 lo i anthocyanidin tìm th y trong mô th c v t : - pelagonidin, - cyanidin (ph bi n nh t), - delphinidin O+ HO - OH • Màu s c c a các anthocyanin ph thu c vào pH, Pelagonidin nhi t và nhi u y u t khác. Thí d : OH OH Cyanin pH ≤ 3 : màu OH O+ pH = 8,5 : màu tím, HO - OH Cyanidin pH = 11 : màu xanh. OH • Vi c tăng nhóm OH trong phân t anthocyanidin OH OH s làm tăng cư ng màu xanh, còn khi tăng m c O+ methyl hóa các nhóm OH vòng benzen càng HO - OH cao thì màu càng . Delphinidin OH OH OH 8
O ANTHOXANTHIN và FLAVONE Flavone • Là nh ng s c t màu vàng, hòa tan trong d ch t bào (c n phân bi t v i s c t vàng cam c a carotenoid O hòa tan trong ch t béo), thư ng d ng glycosid (liên k t v i m t hay 2 p/t monosaccharide). O • Flavone cho nhi u d n xu t như : flavonol, Flavonol flavanonol và isoflavone. OH • M t s flavone thư ng g p : O o Quercetin : trong v c hành, chanh, quýt, trong houblon; O o Apigenin là glycosid có trong cây ngò và thư c Flavanonol dư c; CHOH o Hesperitin là s c t c a cam, chanh. O CATECHIN VÀ LEUCOANTHOCYANIN • Catechin là c u t c a ch t tanin thu ư c t m t Các ch t này vô s c, nhưng ph n ng v i kim lo i s cây như b ch dương, thông, li u và nh t là u cho màu. trong ch i non cây chè. Catechin còn có trong m t s lo i q a như lê, táo, m n, nho. OH HO O • Các tanin thiên nhiên u là h n h p c a acid - OH galic và acid digalic d ng t do cũng như d ng Catechin k t h p v i glucose. OH • Dư i tác d ng c a tanin, protein b ông vón, da OH OH nguyên s bi n thành da thu c, chúng r t b n v i O OH nư c và các vi khu n gây t i, cũng như có tính HO - OH Leucoanthocyanin d o, àn h i. OH OH OH 9
2.5. GLYCOSID GLYCOSID CYANOGEN Glycosid là d n xu t c a ư ng ơn liên k t v i • ây là nh ng glycosid có vòng thơm và th y phân các ch t khác không ph i là ư ng (g i là aglycon, cho HCN → r t c vì g c –CN c ch các enzyme hô h p. có th là rư u hay h p ch t thơm khác) qua nhóm • Có nhi u trong h t táo, m n, ào, h nh nhân. Chúng OH-glycosid (lk glycosidic). Ba lo i ph bi n : có v cay và mùi khó ch u. Thí d ch t amigladin : – Glycosid cyanogen : ch a g c CN → c – Glycosid mù t t : v cay n ng CH – CN ← g c cyanure – Glycosid c a alkaloid : O – C12H22O10 ← g c gentibiose • Saponin : không ch a N; c; y u t t o b t. • Solanin có nhi u trong m m khoai tây. Amigladin Glycosid alkaloid Glycosid c a d u mù t t • Là ester c a acid isothiocyanic, có nhi u trong h ây là nh ng glycosid mà ph n aglycon là alkaloid. Ph th c v t mù t t, chúng tr ng thái t do hay k t h p bi n nh t là saponin và solanin. v i glucid t o glycosid. Saponin có ph n aglycon là d n xu t c a cyclopentano- • Sinigrin là glycosid c a d u mù t t ư c bi t nhi u perhydrophenantren (sapogenin), c bi t trong p/t không nh t. D u mù t t có v n ng, làm cay m t, có th làm ch a N. Saponin có kh năng phá h y h ng c u, trong y h c b ng da. Sinigrin b th y phân b i mirosinase theo ư c s d ng dư i tên “glycosid tim”. Saponin có m t nhi u p/ư : loài th c v t, hàm lư ng cao nh t khi cây b t u ra hoa. SC6H12O5 Saponin r t c nhưng cũng là y u t t o b t r t t t, vì v y Mirosinase ngư i ta s d ng chúng trong c u h a. CH2=CH-CH2-N=C + H2O Solanin có nhi u trong m m khoai tây, nh t là khi b o qu n OSO2OK khoai tây ngoài ánh sáng. Solanin thư ng có ph n aglucon gi ng nhau, là d/x c a phenantren, nhưng ph n glucid thư ng CH2=CH-CH2-N=C=S + C6H12O6 + KHSO4 khác nhau. 10
2.6. CÁC CH T I U HÒA SINH TRƯ NG TH C V T (Phytohormone) • Ngày nay ngư i ta ã phát hi n ra hàng lo t các ch t có tác d ng kích thích sinh trư ng i v i toàn cơ th th c v t ho c i v i t ng b ph n (ra hoa, n y m m, ra r …). • Các ch t i u hòa sinh trư ng TV thư ng g p là : - Auxine (IAA) - Gibberelline (GA3) - Cytokinine (Zeatin) - Ethylen, - Ch t c ch sinh trư ng (abscisic acid). AUXINE • Ngày nay ngư i ta ã t ng h p ư c hàng lo t ch t nhóm auxine gi ng IAA như : • Auxine ti ng Hy l p có nghĩa là sinh trư ng. - NAA (naphtalen acetic acid), • Ch t quan tr ng nh t trong nhóm auxine là - IBA (indol butyric acid), heteroauxine, là indol acetic acid (vi t t t IAA). Các - 1,4-D (dichlorophenoxy acetic acid), VSV ư ng ru t cũng s n xu t IAA, nên ngư i ta tìm - 2,4,5-T (trichlorophenoxy acetic acid) th y IAA trong nư c ti u. - 2,4-D : ch t di t c , khai quang. • Trong nông nghi p ngư i ta s d ng IAA kích thích hình thành r nhanh các ch i, các cành chi t , -CH2-COOH -CH2-CH2-CH2-COOH như cam, chanh … • IAA d dàng tham gia hình thành các h p ch t v i NH NH protein, amino acid, ư ng và phenol. Nh ng ph c h p này u là d ng d tr c a các hormone trong Indol acetic acid các b ph n ng ngh và các b ph n ít phát tri n c a Indol butyric acid (IAA) (IBA) cây. 11
GIBBERELLINE ETHYLEN • Gibbereline là tên g i chung c a 62 ch t hóa h c • Ethylen ư c xem là ch t i u hòa sinh trư ng vì nó kích tương t nhau ư c ký hi u t GA1 n GA62. Ph thích q a mau chín, khoai tây mau m c m m, d a ra hoa trái bi n nh t là GA3- Gibberellic Acid. v …Ethylen ư c t o ra khi h t ang n y m m, hoa ang n , • Gibberelline có tác d ng kéo dài t bào, tăng phân q a ang chín … bào, kích thích s ra hoa c a th c v t dài ngày, • Ethylen thư ng ư c s d ng : chúng có liên quan n m t protein c m quang là - Tăng năng su t m cao su : bôi ch ph m ethrel (có ch a phytochrome. ethylen) lên v t c o, ch t này s ho t hóa m t s enzyme và O Ngư i ta s d ng gibberelline làm m không ông k t bít các tuy n m , làm tăng lư ng m làm tăng nhanh s n y m m thu ư c. CO c a y n m ch khi ch bi n m ch OH - X lý d a ra hoa quanh năm và ng lo t; nha, cũng như t o nho không HO CH3 COOH CH2 h t và tăng năng su t nho. - X lý q a chín s m, chín u, màu p. Gibberelline CYTOKININE • M t s cytokine ph bi n : • Là nhóm ch t i u hòa sinh trư ng r t quan - Kinetin (6-fucfurylmethyl amino purine) tr ng, chúng ư c tìm th y trong nư c d a, m m - Zeatin trong h t b p chưa chín, ngô, h t, q a, d ch chi t t r … - 6-dimethylallyl amino purine, có m t trong • Tác d ng c a cytokinine : tDNA, óng vai trò là m t base hi m trong lo i - Thúc y s tăng trư ng và phân chia t bào, DNA này. liên quan n s t ng h p protein trong t bào. - Diphenyl urea chi t xu t t nư c d a, kích thích - Thúc y s phát tri n ch i nách, gi i phóng cây r t m nh s phân chia t bào th c v t. kh i s c ch c a ch i ng n, c ch s t o r . - c ch s lão hóa c a mô, hoa c t cành. 12
O NH – CH2 NH – CH2- CH = C- CH3 CH2OH N N N N N N N N H H Zeatin Kinetin NH – CH2- CH = C- CH3 HN HN HN CH3 N C=O C=O C=O N HN HN HN N N H Diphenyl urea 6-dimethylallyl amino purine CH T KÌM HÃM SINH TRƯ NG • Dormine giúp cây d tr ch t dinh dư ng, giúp • Ngoài các ch t kích thích sinh trư ng, trong th c v t ch i non t m ngh vư t qua i u ki n kh c nghi t ngư i ta còn phát hi n th y m t lo i ch t kìm hãm s c a mùa ông. sinh trư ng và phát tri n c a chúng. Các ch t này • ng d ng ch t c ch sinh trư ng vào b o qu n ư c g i là ch t kìm hãm sinh trư ng t nhiên. nông s n, gia tăng gía tr thương ph m c a nông • Khi th c v t bư c vào tr ng thái ng ngh u có s n. Thí d x lý khoai tây v i n ng dormine thích h p s c ch s n y m m khi b o qu n. kèm theo s tích lũy các ch t c ch sinh trư ng, ư c g i tên chung là dormine (ti ng Anh CH3 CH3 CH3 “dormancy” là yên ngh , ng ). • S r ng lá th c v t ư c i u hòa b i nh ng ch t OH g i là abscisin (ti ng Anh “abscission” là s lo i tr ). COOH O CH3 Hai ch t trên là m t, ó là m t isoprenoid, có tên Abscisic acid là abscisic acid. 13