Фенилпропаноидные соединения

На схеме 6.2 представлены основные ступени образования предшественников лигнина [104, 106, 107, 206, 242]. Биосинтез лигнина начинается с образованием глюкозы (I) при фотосинтезе. Она превращается в шикимовую кислоту (И)—важнейшее промежуточное соединение в так называемом пути шикимовой кислоты. В качестве конечных соединений на этом пути образуются две ароматических аминокислоты Ь-фенйлаланин (IV) и Ь-тиро-зин (V) восстановительным аминированием через префеновую кислоту (III). В свою очередь эти аминокислоты служат исходными веществами ( аминокислотная совокупность ) для ферментативного синтеза фенилпропаноидных соединений (путь коричной кислоты), который приводит через активированные производные ко- [c.104]

Тем временем Браун и Нейш [30] расширили свои исследования с использованием радиоактивной метки на ряд фенольных соединений, которые они рассматривали как потенциальные промежуточные соединения при лигнификации. Вначале они сравнили с фенилаланином несколько О -меченых - i-соединений в качестве предшественников лигнина пшеницы (по предварительным данным, фенилаланин используется интенсивнее). Результаты определения изотопного разбавления показали, что ни одно из этих соединений, кроме ванилина, не используется с эффективностью, превышающей от активности фенилаланина, а у большинства из них она еще ниже. Меченые фенилпропаноидные соединения ведут себя по-разному. Тирозин и коричная кислота используются для синтеза кониферилового и синапового лигнинов приблизительно так же, как и фенилаланин феруловая кислота (замещенный в кольцо конифериловый спирт) эффективно превращается в колосящейся пшенице только в конифериловый лигнин. Эти результаты однозначно показывают, что в данном случае фенилпропаноидные карбоновые кислоты связаны с процессами лигнификации. Вопрос о возможном распаде и ресинтезе исследовали на примере коричной кислоты. Если З-С -коричную кислоту ввести в лигнин как интактную фенилпропаноидную единицу, то весь обнаруживаемый в ванилине и сиреневом альдегиде, является атомом углерода карбонильной группы. При обработке каждого альдегида перекисью водорода в щелочной среде можно получить соответствующий карбонильный углерод в виде углерода муравьиной кислоты при этом содержание полностью соответствует активности исходного альдегида. [c.290]

Эта глава посвящена соединениям, обладающим г-пропилфенильной (Се — С — С — С) структурой. Ароматические аминокислоты фенилаланин и тирозин, обмен которых уже обсуждался в гл. 16, относятся к наиболее распространенным из всех фенилпропаноидных соединений. Они, по-видимому, присутствуют у всех организмов. Эти ароматические аминокислоты с полным основанием можно считать первичными метаболитами, абсолютно необходимыми для жизни. У многих организмов они являются единственными обнаруженными фепилпропа-ноидами. Однако известно, что сосудистые растения способны накапливать очепь большие количества безазотистых производных фенил-пропапа, которые могут рассматриваться как вторичные метаболиты, причем некоторые из этих соединений присутствуют лишь у немногих видов растений. Сюда относятся кумарины. [c.349]

Ф и г. 144. Общая схема обмена фенилпропаноидных соединений у растений. Прерывистыми стрелками показаны превращения, для которых имеется мало или совсем не имеется [c.363]

С использованием ферментов удалось многое выяснить относительно биосинтеза фенилпропаноидных соединений. [c.363]

Вероятные метаболические взаимоотношения между различными группами фенилпронаноид-ных соединений показаны на фиг. 144. Весьма вероятно, что ароматические аминокислоты фенилаланин и тирозин, которые образуются через путь шикимовой кислоты (см. гл. 16), служат источником фенилпропаноидных соединений. Это представление подтверждается результатами опытов с использованием изотопов и ферментов. По всей вероятности, у высших растений, помимо пути включения этих аминокислот в белки, существует еще один путь. [c.363]

Из всех соединений, перечисленных в табл. 40, наибольшее внимание уделялось биосинтезу коричных кислот и коричных спиртов, которые, вероятно, образуются путем восстановления этих кислот, хотя, как показал Канеко [50—52], анетол может образоваться непосредственно из фенилаланина. Нипт [69, 70] опубликовал недавно обзор работ по биосинтезу производных коричной кислоты и по их превращению в другие фенилпропаноидные соединения (см. также [7, 8, 83]). Наиболее существенные моменты этих исследований будут приведены здесь, но более подробные сведения, а также ссылки на оригинальную литературу читатель найдет в упомянутых выше обзорах. [c.364]

Работа Стоуна [82] с использованием 02 показала, что отложенный в клетках лигнин, по-видимому, далее не утилизируется. Он может усваиваться микроорганизмами, хотя и с трудом (см. гл. 23 в книге Браунса и Браунса [5] см. также [84]), но что касается высших растений, то у них лигнин, по-видимому, является конечным продуктом обмена веществ. Простые фенилпропаноидные соединения, вероятно, могут расщепляться у высших растений и использоваться в процессах дыхания. Так, например, было показано [48], что в листьях груши С -тирозин может давать начало радиоактивным сахарам и органическим кислотам. Далее было установлено [79], что в листьях табака из ароматических аминокислот и производных коричной кислоты образуются сахара. Запрометов [87] вводил смесь меченных С катехинов и катехингаллатов в растения чая и наблюдал образование С Оз в темноте. Однако до сих пор имеется еще очень мало доказательств в пользу того, что у растений аромати- [c.370]

IV. ОБМЕН ФЕНИЛПРОПАНОИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ЭВОЛЮЦИЯ РАСТЕНИЙ [c.370]

Можно представить себе, что эволюция сосудистых растений началась с примитивных водных таллофитов, которые были полноценны в биохимическом отношении и выделяли побочные продукты метаболизма в окружающую среду. Развитие из этих организмов наземных растений должно было вызвать к жизни проблему выделения. Поэтому возникла тенденция к сохранению побочных продуктов обмена в тканях, особенно в связи с тем, что размер растений увеличивался. В этот момент и мог возникнуть мутант, который обладал единственным новым ферментом (фенилаланиндезаминазой), способным превращать фенилаланин в коричную кислоту. Таким образом, в клетке появился новый продукт, который мог претерпевать другие превращения (например, этерификацию) благодаря действию ферментов с низкой субстратной специфичностью, уже присутствовавших у растения и участвовавших в первичном обмене веществ. Таким образом, одна-единст-венная мутация в условиях ограниченного выделения могла привести к появлению разнообразных продуктов. Если эти продукты имели значение для выживания мутанта, то он процветал, причем последующие единичные мутации могли привести к ноявлению высокоразвитого обмена фенилпропаноидных соединений. Возможно, что лигнин возник на этой стадии как продукт детоксикации нутем превращения фенольных соедипений в нерастворимую форму за счет окислительной полимеризации. После этого в наличии оказались все вещества, необходимые для дифференциации сосудистых тканей. Можно себе представить, что на этой стадии развились первые трахео-фиты, такие, как ископаемые Р811орЬу1а1ез, которые позднее дали начало современным сосудистым растениям. Впоследствии лигнин стал необходимым для растений продуктом. Итак, можно сказать, что эволюция растений, имеющих большие размеры (деревья), стала возможной благодаря отсутствию у примитивных растений развитой системы выделения, что, казалось бы, напротив, должно было затормозить эволюцию массивного тела растения. [c.371]

Совершенно по-иному должна была протекать эволюция биосинтетических путей, ведущих к возникновению вторичных метаболитов, таких, например, как фенольные соединепия растений. Эти системы развились в ходе эволюции значительно позднее — у организмов, которые были уже вполне развиты в биохимическом смысле, т. е. были способны синтезировать все необходимые им компоненты из простых соединений. Вторичные метаболиты образовались из первичных метаболитов, и эволюция путей их биосинтеза от ранних предшественников к конечному продукту протекала ступенчато, нутем мутаций, которые приводили к увеличению выживаемости. Если это представление правильно, то вторичные метаболиты возникают в ходе побочных реакций (возможно, нескольких последовательных реакций) или в результате продолжения биосинтетических ценей, ведущих к образованию первичных метаболитов. Приведенный выше обзор подтверждает эту точку зрения, так как из него следует, что все фенилпропаноидные соединения, по-видимому, образуются из ароматических аминокислот. [c.371]

IV. Обмен фенилпропаноидных соединений и эволюция растений..........370 [c.622]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология