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烟草重要基因篇：3. 烟草烟碱合成代谢相关基因作者：张洪博来源：《中国烟草科学》2014年第03期烟碱（nicotine），即尼古丁，是烟草生物碱（包括烟碱、降烟碱、新烟草碱和假木贼碱等）的一种，约占烟草生物碱总含量的90%～95%[1]。
烟叶烟碱含量占叶片干重的0.6%～3.0%，是烟草和卷烟质量的一项重要指标。
对烟碱代谢的分子遗传学研究可以揭示烟碱代谢累积的分子机制，并为烟碱含量及烟碱成分调节相关的育种工作提供理论基础。
近年来，有关烟碱合成、转运及转化的一些重要基因已被陆续克隆，对烟碱合成代谢机理研究和烟草遗传育种工作产生了重要推动作用。
1 烟碱合成相关基因烟碱分子由一个吡咯烷环和一个吡啶环构成，在烟草根部合成，通过木质部向地上部运输，在烟草植株的叶片中含量最高，茎部含量最低[2-3]。
烟碱吡咯烷环由氮代谢中形成的腐胺合成。
腐胺可通过精氨酸脱羧酶（ADC，arginine decarboxylase）催化精氨酸脱羧形成，或由鸟氨酸脱羧酶（ODC，ornithine decarboxylase）催化鸟氨酸脱羧形成[4-6]。
腐胺在腐胺N-甲基转移酶（PMT，putrescine-N-methyltransferase）作用下获得由S-腺苷蛋氨酸（SAM，S-adenosyl-L-methionine）提供的甲基形成 N-甲基腐胺[7-9]，这是一个依赖S-腺苷蛋氨酸合成酶（SAMS，S-adenosylmethionine synthase）活性的反应。
N-甲基腐胺在N-甲基腐胺氧化酶（MPO，N-methylputrescine oxidase）催化下形成4-甲氨基丁醚[10]，并通过自身环化形成N-甲基-△1-吡咯啉阳离子，随后与提供吡啶环部分的烟酸衍生物发生缩合反应形成烟碱[11]。
烟碱吡啶环部分由烟酸提供，其前体是由天冬氨酸合成的喹啉酸[12]。
喹啉酸在喹啉酸磷酸核糖转移酶（QPRT，quinolinate phosphoribosyltransferase）催化下形成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD），然后经由吡啶核苷酸循环途径生成烟酸[7，13]。
烟草中特有亚硝胺(TSNAs)的研究进展烟草中特有亚硝胺(TSNAs)是一类对人体健康有害的化合物，已被证实与肺癌、口腔癌和心血管疾病等疾病的发生密切相关。
随着对烟草中TSNAs研究的深入，人们对其危害性有了更深入的了解，同时也取得了一些在烟草产品中减少TSNAs含量的技术突破。
本文将对烟草中特有亚硝胺的研究进展进行系统性的总结和分析，从化学成分、危害性和控制技术等方面进行探讨，以期为减少烟草对人体健康的危害，提供理论和技术支撑。
一、烟草中特有亚硝胺的化学成分烟草中特有亚硝胺主要包括N-亚硝基化合物、含氮环化合物、含氮芳香族化合物等。
它们是由于烟草在加工过程中，受到高温烘烤和燃烧等条件下，烟叶中的氮化合物与含氯物质相互作用而生成的。
烟草中最主要的TSNAs包括4-(甲基硝基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基对甲苯胺(4-(甲基硝基)-1,3-二甲基-1H-吡唑啉-2-酮(NNA)和1-氧化-4-(3-吡啶基)-1-丁酮(NAT)。
这些化合物在燃烧时会释放出来，成为烟草中的有害成分，对吸烟者和被动吸烟者的健康造成威胁。
烟草中特有亚硝胺对人体健康的危害主要体现在两个方面：致癌性和毒性。
研究表明，NNK是烟草中最主要的致癌物质之一，它对肺癌、口腔癌等癌症的发生有直接的促进作用。
NNA和NAT也被证实是强致癌物质，它们的毒性作用会损害人体细胞的DNA，进而导致癌症的发生。
烟草中的TSNAs还具有一定的毒性，长期吸入或暴露于其环境中会导致中枢神经系统、呼吸系统和心血管系统等器官的受损，导致多种慢性疾病的发生。
烟草中特有亚硝胺对人体健康的危害性不可忽视，减少烟草中TSNAs的含量对预防吸烟对健康的危害至关重要。
1. 优化烟叶种植和收获工艺烟叶作为烟草制品最主要的原料，其亚硝胺的含量受到种植和收获工艺的影响较大。
通过优化烟叶的种植环境、施肥、浇水和收获等工艺，可以有效降低烟叶中亚硝胺的含量，从源头减少烟草中TSNAs的含量。
(完整word)尼古丁详细介绍
尼古丁详细介绍
一．尼古丁是什么？
尼古丁也俗称为烟碱，是一种存在于茄科植物中的生物碱，常见于番茄、茄子、烟草等物质当中。
二．尼古丁作用是什么?
电子烟产品中尼古丁含量主要为3％、6%、8％、12％等，对于刚接触电子的传统烟民来说，适量的尼古丁可以起到一定的解瘾作用,但过量的摄入尼古丁就会让人产生依赖，尼古丁最大危害在于具有成瘾性。
三．目前电子烟行业现状？
在电子烟行业中具有独立研发技术的企业屈指可数，大多数电子烟品牌还是依靠ODM/OEM模式，而代工厂能模拟出最好的真烟口感所使用的尼古丁浓度最低也为3％。
因此如何在低尼古丁浓度下，模拟真烟的吸食口感成为了电子烟行业的急需攻破的点。
但目前电子烟铂德在燃财经的一次讨论会上表示，浓度为2％的换弹型电子烟新琥珀,以技术缓解尼古丁浓度降低可能给用户带来的“不适”2。
5ml烟油容量的一次性电子烟，直击电子烟行业漏油的痛点。
优质烟化学成分标准
优质烟草的化学成分会因品种、生长地区、气候等因素而有所不同。
烟草中的主要化学成分包括尼古丁、烟碱、糖分、挥发性物质、灰分等。
以下是一些与烟草品质相关的常见化学成分：
1.尼古丁（Nicotine）：尼古丁是烟草中最为重要的成分之一，它
负责烟草的成瘾性。
尼古丁含量通常以每克烟草的毫克数来表
示。
2.烟碱（Nornicotine）：烟碱是尼古丁的一个衍生物，它在烟草
中也具有成瘾性。
烟碱的含量也以每克烟草的毫克数表示。
3.糖分：烟草中的糖分会影响烟草的口感和燃烧性能。
常见的糖
分包括蔗糖、果糖等，其含量可以通过化学分析来确定。
4.挥发性物质：包括各种酚、醛、酮、酯等物质，这些物质会在
燃烧时产生烟雾，影响烟草的风味。
5.灰分：烟草的灰分是在燃烧过程中残留下来的无机物质，其含
量通常以百分比表示。
6.水分：烟草中的水分含量会影响烟草的储存和加工性能。
水分
的含量通常以百分比表示。
具体的化学成分标准可能会因国家、地区或烟草品牌而有所不同。
相关的标准和法规通常由卫生部门或烟草监管机构制定。
在烟草工业中，制造商通常会遵循这些标准以确保其产品的质量和合规性。
再造烟叶是一种烟草制品，它是由自然烟草成分制成。
再造烟叶中的自然烟草成分包括许多化合物，这些化合物在再造烟叶的制作过程中被提取和加工。
以下是再造烟叶中自然烟草成分的简要概述：
1. 尼古丁（烟碱）：是一种生物碱，是烟草中的主要成分之一。
它在再造烟叶中以游离态存在，为烟草的燃烧提供了足够的刺激性，从而产生了吸烟时的愉悦感。
2. 葡萄糖：再造烟叶中的葡萄糖主要存在于烟叶细胞中，它在加工过程中会被分解为糖和淀粉，从而影响烟草的口感和品质。
3. 烟碱类物质：除了尼古丁外，再造烟叶中还含有其他烟碱类物质，如尼古丁酰胺等。
这些物质在烟草的燃烧过程中会发生化学反应，产生烟雾和烟雾粒子，从而形成了吸烟时的烟雾现象。
4. 多酚类物质：再造烟叶中的多酚类物质包括儿茶素、黄酮类化合物等，它们具有抗氧化、抗炎、抗菌等作用。
这些物质在再造烟叶的制作过程中被提取出来，对烟草的品质和口感产生了一定的影响。
5. 挥发性有机化合物：再造烟叶中的挥发性有机化合物主要包括醇、醛、酮等化合物，它们是烟草燃烧时产生的气味和香味的主要来源。
这些化合物不仅影响着烟草的品质和口感，也影响了吸烟时的舒适度。
需要注意的是，再造烟叶的制作过程和烟草品种、生长环境等因素有关，因此不同地区和不同品牌再造烟叶中的自然烟草成分会有所不同。
此外，烟草制品中的化学成分非常复杂，因此对烟草制品的使用应该根据个人健康状况和需求进行合理选择和适量使用。
综上所述，再造烟叶中的自然烟草成分包括尼古丁、葡萄糖、烟碱类物质、多酚类物质以及挥发性有机化合物等。
这些成分共同决定了再造烟叶的品质、口感和舒适度。
卷烟主流烟气七种有害成分释放量与烟叶产地、年份之间的关系作者：王涛等来源：《湖北农业科学》2014年第06期摘要：为研究烟叶年份、产地对烟气有害成分释放量的影响规律，以国内4个产地不同年份的烤烟为原料，卷制烟支物理参数相同的单料烟，并对其烟气中一氧化碳（CO）、氢氰酸（HCN）、NNK、氨（NH3）、苯并[a]芘（B[a]P）、苯酚和巴豆醛7种有害成分和焦油的释放量进行测定，对其卷烟危害性指数进行分析。
结果表明，烟叶的年份与其危害性指数有一定的相关性，除云南省曲靖市各年份烟叶危害性指数变化不大外，湖南省郴州市、福建省龙岩市、黑龙江省牡丹江市2007～2010年烟叶危害性指数呈现逐年降低的趋势；不同产地烟叶的7种有害成分释放量存在较大差异，黑龙江省牡丹江市烟叶的危害性指数较高。
关键词：卷烟；主流烟气；有害成分；年份；产地中图分类号：TS41+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）06-1330-04The Influence of Growing Areas and Tobacco Crop Year on Contents of Seven Harmful Compounds Released in Cigarette Mainstream SmokeWANG Tao1，BAO Feng-wei1，WANG Liu-sheng1，LI Chao2，MA Jing-jun2（1.Technology Center，China Tobacco Hebei Industrial Co.，Ltd.，Shijiazhuang 050051，China；2. Hebei Key Laboratory of Bioinorganic Chemistry， College of Sciences， Agricultural University of Hebei， Baoding 071001， Hebei，China）Abstract：In order to investigate the effects of tobacco leaves’ crop year and growing areas on the harmful compounds’ delivery amoun t， a batch of cigarettes with the same physical parameters were produced and the amount of CO， HCN， NNK， NH3， B[a]P， phenol， crotonaldehyde and tar were determined. The hazard index was analyzed. The results showed that there were some relationship between crop year and its hazard index. The hazard index order was 2007， 2008，2009， 2010，except Qujing city of Yunnan province. Tobacco leaves from different growing areas had large differences in the amount of 7 harmful compounds. The hazard index of growing area Mudanjiang city of Heilongjiang province was in a high level.Key words： cigarette； mainstream smoke； harmful compound； crop year； growing areas卷烟烟气中有超过6 000种化学物质，包括大量的烟气致香成分和微量的有害成分。
nnk是烟草中特有的一种物质nnk是烟草中特有的一种物质，可以诱导肺癌的发生。
卷烟燃烧可产生4000多种化学物质，其中40余种有明确的诱变/致癌性。
主要的致癌物有烟草特有亚硝胺（TSNA）、苯并（a）芘、多环芳烃（PAH），芳香胺、苯、二嗯英、儿茶酚及致癌的醌、肼类等。
TSNA 是尼古丁被亚硝化的产物，4-（甲基亚硝氨基）-3-吡啶-1-丁酮（NNK）是已知7种TSNA中最强的致癌源。
NNK在主流、侧流烟气及不燃烧的烟草中均大量存在。
NNK是卷烟致癌的主要标志物，尼古丁是吸烟成瘾的主要原因。
Efficient Bioelectronic Actuation of the Natural Catalytic Pathway ofHuman Metabolic Cytochrome P450sSadagopan Krishnan,?Dhanuka Wasalathanthri,?Linlin Zhao,?John B. Schenkman,?and James F. Rusling*,?,?Herein, we describe fabrication of LbL films made by combining pure cyt P450s with CPR microsomes on electrodes to achieve a large ratio of cyt P450 to CPR (Figure 1), as in the human liver.1,2,40 Electrons are injected into the film from the electrode to accurately mimic the natural cyt P450 catalytic cycle at high catalytic turnover.We provide unambiguous evidence for electron transfer from electrode to CPR to cyt P450 from measured redox potentials, electron transfer rates, enzyme turnover rates, and carbon monoxide (CO) binding. Results suggest dynamic participation of a CPR-cyt P450 complex in a key equilibrium redox process facilitating efficient catalytic turnover of the excess cyt P450s. In addition, the electrode-driven turnover rate for a model oxidation reaction was as good as or better than when NADPH was utilized.这里我们主要叙述了层层膜结构通过将纯的P450酶和P450还原酶连接到电极上来实现像人体中从P450酶到P450还原酶一个较大差异，电子从电极中被送到膜中，准确模拟再高催化转化情况下的p450的催化过程。
烟草中特有亚硝胺(TSNAs)的研究进展亚硝胺是一类存在于烟草和烟草烟雾中的致癌物质，其中最具代表性的物质是亚硝基二甲胺(NNK)和亚硝基丙胺(NNN)。
这些物质可以通过烟草中的亚硝酸盐与含氮化合物相互作用生成。
在烟草烟雾中，TSNAs是其中最重要的致癌物质之一。
过去的研究表明，TSNAs对人体健康有着严重的危害。
它们是强致癌物质，在动物实验中已经证实其对肺癌、食道癌和胃癌等多种癌症具有致癌作用。
研究发现烟草烟雾中的TSNAs还与尿路癌和鼻咽癌的发生有关。
近年来，关于TSNAs的研究逐渐深入，主要集中在以下几个方面：1. 亚硝胺生成机制：研究者们对烟草中亚硝胺的生成机制进行了深入的探究。
研究发现，亚硝胺主要是通过烟草中的亚硝酸盐与含氮化合物反应生成的。
研究者们通过模拟烟草燃烧的实验，发现烟草中的尿液酸、亚硝酸盐和含氮化合物之间的化学反应是亚硝胺生成的主要途径。
2. 亚硝胺在烟草中的分布：研究发现，不同类型和品牌的烟草中的亚硝胺含量存在显著差异。
有些研究表明，烟草中的亚硝胺含量与其种植地区、生长环境、种植方法和加工工艺等因素有关。
不同部位的烟草中的亚硝胺含量也有所不同，烟叶中的含量通常高于烟丝或烟渣中的含量。
3. 亚硝胺的控制方法：针对亚硝胺在烟草中的存在和危害，研究者们提出了一些控制方法。
通过烟草的种植和处理过程中加入一些化学物质，如硫酸胺和硫酸铵，可以有效地降低烟草中的亚硝胺含量。
烟草的保存和烟草制品的加工工艺也可以影响亚硝胺的生成和含量。
4. 亚硝胺的分析方法：为了更准确地检测和测定烟草中的亚硝胺含量，研究者们开发了一系列灵敏、准确的分析方法。
气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)和气相色谱-氮磷检测法(GC-NPD)等方法在亚硝胺的检测和定量中得到了广泛应用。
对烟草中特有亚硝胺(TSNAs)的研究目前已经取得了一定的进展。
通过深入研究TSNAs 的生成机制和分布规律，人们可以更好地了解烟草中亚硝胺的形成和危害，并寻找更有效的控制方法，以降低烟草所产生的亚硝胺对人体健康的危害。
nnk是烟草中特有的一种物质，可以诱导肺癌的发生。
卷烟燃烧可产生4000多种化学物质，其中40余种有明确的诱变/致癌性。
主要的致癌物有烟草特有亚硝胺（TSNA）、苯并（a）芘、多环芳烃（PAH），芳香胺、苯、二嗯英、儿茶酚及致癌的醌、肼类等。
TSNA是尼古丁被亚硝化的产物，4-（甲基亚硝氨基）-3-吡啶-1-丁酮（NNK）是已知7种TSNA中最强的致癌源。
NNK在主流、侧流烟气及不燃烧的烟草中均大量存在。
NNK是卷烟致癌的主要标志物，尼古丁是吸烟成瘾的主要原因。
Efficient Bioelectronic Actuation of the Natural Catalytic Pathway ofHuman Metabolic Cytochrome P450sSadagopan Krishnan,†Dhanuka Wasalathanthri,†Linlin Zhao,†John B. Schenkman,‡and James F. Rusling*,†,‡Herein, we describe fabrication of LbL films made by combining pure cyt P450s with CPR microsomes on electrodes to achieve a large ratio of cyt P450 to CPR (Figure 1), as in the human liver.1,2,40 Electrons are injected into the film from the electrode to accurately mimic the natural cyt P450 catalytic cycle at high catalytic turnover.We provide unambiguous evidence for electron transfer from electrode to CPR to cyt P450 from measured redox potentials, electron transfer rates, enzyme turnover rates, and carbon monoxide (CO) binding. Results suggest dynamic participation of a CPR-cyt P450 complex in a key equilibrium redox process facilitating efficient catalytic turnover of the excess cyt P450s. In addition, the electrode-driven turnover rate for a model oxidation reaction was as good as or better than when NADPH was utilized.这里我们主要叙述了层层膜结构通过将纯的P450酶和P450还原酶连接到电极上来实现像人体中从P450酶到P450还原酶一个较大差异，电子从电极中被送到膜中，准确模拟再高催化转化情况下的p450的催化过程。
我们从对测量的氧化还原电势，电子转移速率，酶转化速率和CO键合中为电子从电极传递到到CRP再到P450还原酶提供了有力的证据。
结果显示，在一个关键的氧化还原过程中CPR-cyt P450的动态参与大大的促进了大量P450酶的有效催化转化。
除此之外，电极驱动模型氧化反应的转化速率和使用NADPH差不多甚至更好！有资料表明,吸烟者每天吸入NNK的量约为28 nmol ,40年内吸入NNK 的量约为85 mg ( 1. 1 mg/kg)烟草特有亚硝胺NNK与肺癌的关系3.NNK诱导的肺癌基因突变:在NNK诱导的动物肺癌中均发现了基因的突变,在NNK诱导的小鼠肺癌中发现有Kras 基因的12 位密码子GGT →GAT 的转变[4 ] 。
在人的肺腺癌中Kras 基因12 位密码子的突变约24 %～50 % ,而在其他类型的肺癌中这种突变很少见[12 ,13 ] 。
这种突变在吸烟者和被动吸烟者比在不吸烟者中更常见。
最常见的突变为:GGT→TGT ( 60 %) , 其次为GGT→GAT ( 20 %) 和GGT→GTT(15 %)PEITC在F2344 鼠和A P J鼠内能抑制NNK诱导肺肿瘤,而异硫氰酸苯甲酯(BITC) 在A P J鼠能抑制苯并芘(BaP) 诱导的肺肿瘤,非毒性剂量的PEITC 和BITC 能有效抑制NNK和苯并芘(BaP) 在鼠体内的代谢活化和其致癌性。
如果联合PEITC和BITC ,能在人体内抑制NNK和B (a) P 诱导的肺肿瘤,将会为吸烟导致肺癌的预防带来新的防治措施吲哚232甲醇( I3C) 也是人类食物中的一种成分,它在一些十字花科蔬菜中以结合形式存在,它主要通过增加肝脏清除NNK的能力来阻断NNK诱导的实验鼠的肺肿瘤,同样能增加吸烟者肝脏代谢NNK的能力和尿排泄NNAL 和NNAL2Gluc的能力。
还有研究提示一些药物如维生素C、维生素E、阿司匹林及黄绿色蔬菜水果等均能减少和预防动物肺肿瘤的发生[4 ] 。
维生素E 是通过调节多胺的代谢,而阿司匹林是通过抑制环氧酯酶的活性来实现其抑制NNK的致癌性的NNK和NNAL 在体内的代谢:NNK在体内的半衰期极短,很快代谢转化为NNAL、NNAL2Gluc 和其他产物。
NNK在动物体内主要有三条代谢途径:碳基还原反应、吡啶氮氧化反应和α2羟化反应1.NNK和NNAL 在体内的代谢:NNK在体内的半衰期极短,很快代谢转化为NNAL、NNAL2Gluc 和其他产物。
NNK在动物体内主要有三条代谢途径:碳基还原反应、吡啶氮氧化反应和α2羟化反应NNK requires metabolic activation to exert its carcinogenic effects (3). Metabolic activation of NNK occurslargely via cytochrome P450-catalyzed hydroxylation of the carbon atoms adjacent to the nitroso moiety (i.e.,R-hydroxylation)NNK requires metabolic activation to exert its carcinogeniceffects . Metabolic activation of NNK occurs largely via cytochrome P450-catalyzed hydroxylation of the carbon atoms adjacent to the nitroso moiety (i.e.,α-hydroxylation) . As can be seen in Scheme 1,hydroxylation of the α-methylene carbon of NNK generates an unstable α-hydroxynitrosamine that spontaneously decomposes to methanediazohydroxide and OPB. Methanediazohydroxide , or the methyldiazonium ion, reacts with DNA bases to form methyl adducts such as O6-mG and 7-mG . Hydroxylation of the α-methyl carbon of NNK generates the unstable metabolite 4, which spontaneously breaks down to 5 and formaldehyde (Scheme 1). The diazonium ion 6 formed from thispathway is a pyridyloxobutylating agent; it reacts with DNA bases to formpyridyloxobutyl adducts or with water to form HPBa preponderance of experimental data in A/J mice implicates α-methylene hydroxylation and the subsequent formation of O6-mG as crucial factors for NNK tumorigenicity使用A/J老鼠收集实验数据很大优势是可以得出α-methylene hydroxylation（α-亚甲基羟基化）和随后产生的O6-mG（6-甲氧基鸟嘌呤）是NNK致癌的关键！The initial P450-mediated metabolic activation of NNK is clearly an important event in the generation of a methylating species, the formation of a promutagenic base, and, ultimately, the development of A/J mouse lung tumors.NNK的代谢最初以P450为媒介是甲基化的重要步骤，是导致A/J小鼠产生肺癌肿瘤的基础和最终原因！在!KTR&"T人类原发性肺腺癌中存在<,0U 基因密码子F! 的突变，但其他类型肺肿瘤中几乎未发现过=F>，!K，!&?。
这些突变在吸烟者和被动吸烟者中比在不吸烟者中更常见，表明这些突变可能是由烟草烟气中的某种成分引起在!KTR&"T人类原发性肺腺癌中存在<,0U 基因密码子F! 的突变，但其他类型肺肿瘤中几乎未发现过=F>，!K，!&?。
这些突变在吸烟者和被动吸烟者中比在不吸烟者中更常见，表明这些突变可能是由烟草烟气中的某种成分引起的=!#?。
最常观察到的突变是CCV!VCV，非常典型，占密码子F! 突变的#"T，其次是CCV!C@V（!"T）和CCV!CVV（F&T）。
C!V 突变的普遍性导致这样一种推测，这些突变是起因于苯并芘，后者可通过二醇氧化物代谢活化途径诱发这些突变=!#?。
