异黄酮的生物合成及其调控

黄酮类化合物的生物合成及其应用一、黄酮类化合物概述黄酮类化合物是一种大家族的多酚类化合物，其结构包含一个苯并环和一个三元环，其中的羟基对芳环和三元环的连接起到了桥梁的作用。

这种化合物广泛存在于植物中，特别是在果实、根茎、花卉和叶子中含量较为丰富。

目前已经鉴定出的黄酮类化合物达12000余种，研究表明它们具有很多生理活性和药理作用，包括有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、调节血糖、抗过敏、抗衰老、降血脂等多种作用。

二、黄酮类化合物生物合成途径1.苯丙氨酸途径苯丙氨酸途径是黄酮类化合物生物合成的最主要途径，这条途径涉及到苯丙氨酸羧化酶、肟合酶、二羟基类黄酮合成酶以及黄酮类其他化合物的合成过程。

在这个途径中，苯丙氨酸先由苯丙氨酸羧化酶催化转化为香豆酸，然后经肟合酶的作用产生呋喃酮酸，再经二羟基类黄酮合成酶和其他酶的作用合成为黄酮类化合物。

2.乙酸途径此外，黄酮类化合物的生物合成还涉及到乙酸途径。

在这个途径中，糖代谢阶段通过飞鸟烷单元(IPP)和二烯磷酸异构酶(EPSP)的作用下与香豆酸结合，产生乙酰芳香族酸。

然后经由膜蛋白的转运进入胞质，再经过NADPH氧化酶的作用后合成为黄酮类化合物。

3.异戊烷桥酶途径此外，还有一些黄酮类化合物的生物合成途径并不属于以上两种途径。

比如，注目的异戊烷桥酶途径。

在这个途径中，异戊烷桥酶的作用产生另一种黄酮类化合物——异黄酮。

三、应用前景由于黄酮类化合物具有良好的生物活性和药理作用，因此其应用前景广阔。

国内外已有很多企业和机构对黄酮类化合物的生产及其应用进行了大量的研究和探索。

1.医药产业目前，国内外的研究机构和制药企业已经将黄酮类化合物作为新型药物的研究方向。

黄酮类化合物可以用于制备肝脏保护药物、心血管疾病治疗药物、抗癌药物、抗糖尿病药物等。

比如，槲皮素可以抑制脂质过氧化反应，具有降低胆固醇和血脂的功效；而异鼠李糖苷可以调节体内的免疫系统，用于治疗过敏性皮肤炎、过敏性鼻炎等。

2.食品产业另外，黄酮类化合物不仅可以用于医药领域，还可以用于食品、保健品等。

异黄酮类物质对植物有害生物化学防御机制解读植物是在复杂的自然环境中生长和繁衍的生物体，面临各种各样的生物和非生物的压力。

其中，有害生物对植物的威胁是常见且重要的问题。

植物生物化学防御机制是植物抵御有害生物的重要途径之一。

异黄酮类物质作为植物中的重要次生代谢产物，在植物的生物化学防御中发挥着重要的作用。

异黄酮类物质是一类具有特殊结构的植物次生代谢产物，包括黄酮类和类黄酮类物质。

在植物中，它们广泛存在于根、茎、叶、花等不同组织和器官中，并具有多种生物活性。

特别是在植物的抗有害生物适应中，异黄酮类物质发挥了重要的作用。

首先，异黄酮类物质能够影响植物的生长和发育。

研究发现，异黄酮类物质在植物生长过程中起到了调控作用。

它们能够影响植物的根系发育、茎干生长和叶片形态等多个方面。

此外，异黄酮类物质还参与了植物的花开花落和果实发育过程。

通过调控植物的生长和发育，异黄酮类物质能够增强植物的自身抵抗能力，从而减轻有害生物对植物的危害。

其次，异黄酮类物质具有抗菌和抗真菌活性。

抗菌和抗真菌活性是异黄酮类物质在植物生物化学防御中最为重要的功能之一。

研究表明，异黄酮类物质可以通过抑制或杀死有害生物的微生物群体来抵御它们的侵袭。

这种抗菌和抗真菌活性不仅对于植物自身的健康和生长至关重要，也有助于减少农作物的病害发生，提高农作物的产量和质量。

此外，异黄酮类物质还具有抗性引发物质的功能。

有害生物的侵袭会刺激植物产生异黄酮类物质等一系列防御化合物。

这些化合物可以通过激活植物的防御反应来增强植物的抵抗能力。

通过产生和释放这些抗性引发物质，植物能够通过挑战有害生物的生理、生化和生态学特性，从而抵挡它们的进攻。

进一步了解异黄酮类物质对植物有害生物化学防御机制的解读，我们需要了解这些物质在植物中的合成途径和调控机制。

研究表明，异黄酮类物质的合成受到多种内外因素的调控。

内源性因子包括植物激素、转录因子和信号分子等，它们可以通过调节植物的基因表达和代谢途径来影响异黄酮类物质的合成。

植物天然黄酮类物质生物合成及其代谢物研究植物天然黄酮类物质是一类具有广泛生物活性的化合物，包括黄酮、异黄酮和类黄酮等。

它们具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗心血管疾病等多种生理活性，因此被广泛应用于食品、药物和化妆品等领域。

本文主要阐述植物天然黄酮类物质的生物合成机制和代谢物研究。

一、植物天然黄酮类物质的生物合成机制植物天然黄酮类物质的生物合成主要涉及三个方面的酶催化反应，即酪氨酸氨基转移酶（TTG1）、黄酮合成酶（CHS）和类黄酮4-还原酶（FNS）。

其中：1、TTG1催化酪氨酸转化为对香豆酸。

2、对香豆酸被CHS催化转化为黄酮骨架。

3、黄酮骨架再经FNS催化生成异黄酮或类黄酮。

需要指出的是，不同的植物对黄酮类物质的生物合成有着各自不同的机制和途径。

同时，生长环境、植物品种、气候等多种因素也会影响到黄酮类物质的生物合成和含量。

二、植物天然黄酮类物质的代谢物研究植物天然黄酮类物质的代谢物研究需要利用到多种现代技术手段，如高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS）、核磁共振谱学（NMR）等。

以下列举一些相关研究案例：1、黄酮骨架氧化代谢物的鉴定研究人员利用HPLC-MS技术分离和鉴定出柚木素-7-O-葡糖苷-4′-酰基化合物和柚木素-7-O-葡糖苷-4′,7-二酰基化合物等黄酮骨架的氧化代谢物。

该研究有助于深入了解黄酮骨架的代谢途径和生物活性。

2、类黄酮化合物的合成代谢网络分析利用NMR技术结合代谢物分析方法，研究人员发现类黄酮化合物的合成代谢网络通路较为复杂，包括多级代谢分支和交互通路等。

该研究对揭示植物黄酮代谢网络的基本构架和代谢流程具有重要意义。

三、总结植物天然黄酮类物质的生物合成机制和代谢物研究是一个复杂而丰富的领域，相关研究有助于深入理解植物化学代谢的基本规律、揭示物质代谢途径及其生物学功能等方面。

这对开发和应用黄酮类化合物具有重要意义，能够提高它们的生物效应、有效利用植物资源，为人们的健康和生活带来更多的福祉。

异黄酮生物合成途径研究进展练云;梁慧珍;余永亮;王树峰;杨红旗【摘要】Soybean isoflavones are phenolic secondary metabolites found mostly in legumes having important function of health protection, they are one of the important indexes of soybean quality. Soybean isoflavones have organization, development and environmental factor specificity in plant metabolism process and play important roles in plant ecological defense, root formation and human health. Thus, it has important meaning to improve soybean quality by improving soybean isoflavones content, and this paper reviewed the research progress in the biosynthetic pathway of soybean isoflavone.%大豆异黄酮是一类具有重要保健功能的酚类次级代谢物,是大豆品质的重要指标之一.在植物代谢过程中,大豆异黄酮的表达丰度具有组织和环境因子特异性,在植物生态防御、根瘤形成、人类健康方面具有重要作用.因此,提高大豆中的异黄酮含量对大豆品质改良有重要意义.该研究就大豆异黄酮生物合成途径研究进展做一综述.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)023【总页数】3页(P11543-11544,11567)【关键词】大豆;大豆异黄酮;异黄酮合酶【作者】练云;梁慧珍;余永亮;王树峰;杨红旗【作者单位】河南省农业科学院经济作物研究所,国家大豆改良中心郑州分中心,河南郑州450002;河南省芝麻研究中心,河南郑州450002;河南省芝麻研究中心,河南郑州450002;河南省农业科学院经济作物研究所,国家大豆改良中心郑州分中心,河南郑州450002;河南省芝麻研究中心,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】S565.1黄酮类化合物几乎仅产生于大豆和其他豆科植物中。

生物类黄酮的生物合成和功能分析生物类黄酮是一类拥有花色素特征的化合物，主要存在于植物中，包括水果、蔬菜和草药等，具有多种生物活性。

在植物中，生物类黄酮能够作为花和果实的颜色素和保护色素，同时还具有吸引花粉、促进花粉管生长和防御外界环境应激等多种功能。

近年来，随着对生物类黄酮的生物合成和功能的深入研究，人们逐渐认识到其广泛的生物学作用，尤其是对人体健康具有重要的保健作用。

一、生物类黄酮的生物合成生物类黄酮的生物合成包括两类途径：芳香族过氧化物酶途径和醛基转移酶途径。

其中，芳香族过氧化物酶途径是生物类黄酮生物合成的主要途径。

此外，生物类黄酮的生物合成还涉及到黄酮合成途径、异黄酮合成途径和花青素合成途径等。

1.1 芳香族过氧化物酶途径芳香族过氧化物酶途径是生物类黄酮生物合成的主要途径。

该途径主要发生在细胞质中，以L-苯丙氨酸为原料，经过酪氨酸和3-羟苯丙酸的途径合成黄酮酸，再通过花色苷合成酶合成花色苷，最终生成各种生物类黄酮。

1.2 醛基转移酶途径醛基转移酶途径作用于一些特定的生物类黄酮，如大豆异黄酮、木犀草素等。

该途径以某些醛基化合物作为底物，经过引入苯环、噻吩环等结构而合成生物类黄酮。

二、生物类黄酮的功能分析生物类黄酮具有多种生物学功能，主要包括抗氧化、抗炎、调节心血管、预防癌症等。

2.1 抗氧化生物类黄酮作为一种天然的抗氧化剂，能够清除体内自由基，减少氧化损伤。

多项研究表明，生物类黄酮具有降低心血管疾病、防止DNA损伤、延缓老化等多种作用。

2.2 抗炎生物类黄酮具有显著的抗炎作用，能够抑制炎性介质的生成，调节炎性反应，对于缓解一些过敏反应、皮肤炎症等疾病有显著的疗效。

2.3 调节心血管生物类黄酮能够预防心血管疾病，降低血脂、血压等。

多项研究表明，生物类黄酮具有降低心血管疾病风险、促进心脏健康、调节血管功能等作用。

2.4 预防癌症生物类黄酮具有预防癌症的作用，能够抑制癌细胞的增殖、诱导细胞凋亡、调节细胞周期等。

异黄酮的功效与作用异黄酮是一类具有丰富生理活性的植物化合物，广泛存在于许多天然食物中，如豆类、草本植物、水果、蔬菜等。

它们被广泛研究并被认为对人体健康具有多种益处。

本文将介绍异黄酮的功效与作用。

第一部分：异黄酮的概述1.1 异黄酮的化学结构和分类异黄酮是一类多酚化合物，属于黄酮类化合物的一种。

它们的化学结构包含有两个苯环，连接在三个碳原子的螺环和不同的侧链。

异黄酮根据它们的化学结构可以分为不同的类别，包括黄酮醇、黄酮酮、异黄酮甲醚等。

1.2 主要的食物来源异黄酮最丰富的食物来源是大豆及其制品，如豆腐、豆浆、豆酱等。

除了大豆，黄豆和豆芽也含有大量的异黄酮。

其他食物如红葡萄酒、啤酒、茶叶、苹果、葡萄柚、西红柿、洋葱等也含有一定量的异黄酮。

1.3 异黄酮的生物活性异黄酮具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗衰老、抗心血管疾病等。

这些生物活性可以为人体提供多种保护和促进健康的效果。

第二部分：异黄酮的功效与作用2.1 抗氧化作用异黄酮具有强大的抗氧化作用，可以清除自由基，减少氧化应激对细胞的损伤。

氧化应激是许多疾病的共同特征，包括心血管疾病、癌症等。

因此，通过摄入富含异黄酮的食物，可以降低患这些疾病的风险。

2.2 抗炎作用炎症是人体免疫响应的一部分，但长期、慢性的炎症会导致多种慢性疾病的发生。

异黄酮通过抑制炎症反应和调节炎症因子的产生，具有抗炎作用。

研究表明，多种异黄酮化合物可以抑制炎症介质的释放，减轻炎症反应。

2.3 抗肿瘤作用异黄酮被认为具有抗肿瘤的潜力。

研究表明，一些异黄酮化合物可以通过多种机制抑制肿瘤的发生和生长，包括诱导肿瘤细胞凋亡、阻断肿瘤血供、抑制肿瘤细胞增殖、阻止肿瘤转移等。

一些临床研究也证实了异黄酮在预防和治疗癌症方面的潜力。

2.4 促进心血管健康异黄酮对心血管系统具有保护作用。

它们可以降低脂肪氧化和脂质过氧化的发生，减少血液中低密度脂蛋白（LDL）的氧化，保护动脉内皮细胞，预防动脉粥样硬化的发生。

第28卷第1期大豆科学V01．28 No．1 2009燕2月SOY BE AN SC IE NCE F e b．2009大豆异黄酮生物合成串联基因簇及其表达载体的构建夏循礼，杨广笑，何光源(华中科技大学中英HUST-RRes基因工程和基因组学联合实验室，湖北武汉430074)摘要：植物异黄酮是一种重要的次级代谢产物，在植物的生理活动以及人类健康方面具有重要作用。

植物异黄酮生物合成途径有三个调控酶：查尔酮合酶(Chaleone synthase，CHS)，查尔酮异构酶(Chaleone Iso me ra s e，cm)和异黄酮合酶(Isoflavone s yn th as e，IF S)。

以大豆为材料，利用R T-P C R方法克隆到查尔酮合酶基因(CH S)，查尔酮异构酶基因(CHI 11)和异黄酮合酶基因(IF S)的eDNA(Gen eban k登记号分别为EU526827，EU526829，EU526830)经过 N CB I在线B la s t比对，相似度均在98％以上，确认克隆的目标基因是正确的；将这三种基因顺序连接，构建成串联基因簇CH S-C HI口-I FS(命名为r IF S)，并且构建了rl FS的原核表达载体，进行了初步的表达研究。

为进一步研究植物异黄酮的生物合成以及进行异黄酮生物工程奠定了基础。

关键词：大豆异黄酮；生物合成；串联基因簇；表达载体中图分类号：$565．1 文献标识码：A -文章编号：1000—9841(2009)01—0007—04Design of Tandem Genes Cluster and Expression Vectors for Soybean Isoflavone BiosynthesisXI A Xun—li，YA NG Gu ang—xia o，HE Gu ang—yu an(China-UK H U S T-R R e s Ge n e t ic s E ng i n ee r i n g a nd G e n om i c s Joint Laboratory，Huazhong University ofScience and T ech no lo gy，W uh an43"0074，Hube i，China)Ab st r ac t：P la nt isotlavones is a s o r t of important se co nd ar y metabolites witll signification in plant physiological function an d healthiness for hu m a n b e in g．T h e r e three regulating e n z y m e s in plant isoflavones biosynthesis pa th wa y：Ch al eo ne syn—thase(CHS)，Chalcone isomerase(CHI)and Isoflavone synt has e(IFS)．I n this article，we cloned the cDNAs of CHS，CHI口。

煮熟大豆食品中异黄酮的含量及其生物利用度煮熟大豆是备受欢迎的健康食品之一，因为它富含异黄酮，是一种天然的植物雌激素。

异黄酮的生物利用度一直备受关注，特别是在其与癌症和骨质疏松症之间的关系研究中。

本文将讨论煮熟大豆食品中异黄酮的含量以及其生物利用度。

异黄酮的背景异黄酮是从植物中提取、属于黄酮类化合物的自然产物。

它们包含在许多植物中，包括豆类、蔬菜、水果和草药中。

其中，大豆中含有丰富的异黄酮，包括大豆苷、大豆异黄酮和异亚麻酚等。

人们对异黄酮的关注部分源于其雌激素样的活性。

虽然异黄酮比人工激素弱得多，但科学研究表明，它们在人体内仍然能模拟雌激素的功能。

由于这种激素样活性，异黄酮在降低女性更年期症状、维持骨密度等方面发挥着积极作用，而且不像合成激素那样有副作用。

此外，异黄酮可能还可以抵御乳腺癌、前列腺癌、结肠癌等一系列癌症。

煮熟大豆异黄酮的含量在十年前，研究人员曾研究了11种煮熟大豆食品中异黄酮的含量，并发现大豆蛋白中的异黄酮含量可更好地被身体吸收。

他们发现，大豆蛋白中的异黄酮含量为每100克煮熟豆含约40毫克，其中大豆苷、大豆异黄酮和异亚麻酚分别为18.5、17.3和4.3毫克。

而烤面筋的异黄酮含量仅为25毫克/100克，烤豆腐内的异黄酮含量略低，约为18.3毫克/100克，而豆浆中的异黄酮含量最低，只有约1.8毫克/100克。

研究人员推测，与生豆相比，经过煮沸的大豆中异黄酮含量更高的主要原因是加热破坏了豆中黄酮酶的活性，从而减少了对异黄酮的代谢。

异黄酮的生物利用度尽管煮熟大豆中含有丰富的异黄酮，但其生物利用度仍存在一定的争议。

根据2010年的一项研究，大豆所含异黄酮的生物利用度取决于许多因素，包括人体对大豆中蛋白质的吸收能力、摄入的异黄酮量、个体消化系统中的黄酮酶活性等等。

在研究中，研究人员对30名年龄在18-45岁间的健康男性进行了试验。

他们被随机分为两组，一组吃富含异黄酮的豆腐和烤面筋，另一组吃以同样的方式制备的食物，但异黄酮含量达到原料中的极低水平。

异黄酮的作用与功效
异黄酮是一类具有广泛生物活性的天然化合物，被广泛应用于中药和保健品中。

它们具有各种作用和功效，下面将分别介绍。

1. 抗氧化作用：异黄酮具有很强的抗氧化活性，可以中和自由基，减少氧化损伤。

这有助于降低氧化应激引起的细胞损伤，预防心脑血管疾病、癌症等慢性疾病的发生。

2. 抗炎作用：异黄酮能够抑制炎症反应，减轻炎症引起的症状和疼痛。

它们可以调节多种炎症介质的产生和释放，抑制炎性细胞因子的表达，从而发挥抗炎作用。

3. 抗菌作用：一些异黄酮具有广谱的抗菌活性，可以抑制多种细菌和真菌的生长。

它们能够干扰细菌的代谢和墙合成，破坏菌体结构，从而达到抗菌的效果。

4. 抗肿瘤作用：研究发现，一些异黄酮具有抑制肿瘤生长的作用。

它们可以通过调节肿瘤细胞的凋亡和增殖，抑制肿瘤血管生成，干扰肿瘤细胞的信号传导等途径，抑制肿瘤发展。

5. 保护心血管功能：异黄酮对心血管系统有保护作用，可以增强血管的弹性，减少血小板聚集，降低血液黏稠度，有助于预防心脑血管疾病的发生。

6. 抗衰老作用：异黄酮可以促进胶原蛋白的生成，提高皮肤弹性和紧致性，有助于延缓皮肤老化和皱纹的形成。

7. 抗过敏作用：一些异黄酮具有抗过敏的效果，可以抑制过敏原介导的炎症反应，减轻过敏症状。

总的来说，异黄酮具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤、保护心血管、抗衰老和抗过敏等多种作用和功效。

然而，具体效果还需要更多的临床和实验研究来证实。

:::: 异黄酮介绍::::1986年，美国科学家发现大豆中抑制癌细胞的异黄酮。

1990年6月，美国国家癌症研究院组织全美著名学者研讨了大豆的抗癌效果，肯定大豆异黄酮是最佳的天然物质。

此后又证实大豆异黄酮可以防止骨质疏松症，减轻妇女更年期不适症及降低冠心病的发病率。

美国是癌病多发病国家之一，近几年平以年43%的速度递增，其中肺癌、结肠癌、直肠癌、乳腺癌、前列腺癌及胰腺癌占60%，男性比女性高出2 倍。

美国每年因为癌症造成的医疗费用等开支高达1100亿美元，并呈上升趋势。

现在发现了只要吃大豆食品就可以达到防癌抗癌，防止骨质疏松，预防冠心病，而且只要只要稍许改变饮食习惯，调整食物结构，就可以达到省钱、省事、省时、保健、延年益寿一举数得的目的，真是一件大好事，为此，美国政府和公众舆论大肆宣传吃大豆食品的好处，尤其是对于含有大豆异黄酮等的食品，身价培增，把大豆异酮视为珍品。

美国政府支持和鼓励美国人要多吃大豆食品，建议每人每天吃20—30克大豆，人体即可获得充分的异黄酮，预防上述疾病。

美国FDA还正式批准大豆为健康食品，并取消在1983年规定的学生午餐、副食中大豆蛋白只能占蛋白质摄入量的30%，动物蛋白应占70%的规定。

异黄酮研究的突破，令大豆一下子身价培增。

中国人吃了几千年的大豆，过去在西方人的眼里只能用作饮料和榨油，而今天，却成了特别是西方发达国家食品工业中的热点、重点以及非吃不可的食物，这是和最近50年来现代科技的进步，对大豆有了更多更深入的认识，有了许多新发现以及东西方饮食方式不同所取得的成果有关。

早在40年代，研究者注意到澳大利亚某此牧场中的绵羊生殖能力强，研究发现这是因为牧场中含有特殊的三叶草植物，其富含芒柄花素可在绵羊的胃中经酵解为一种大豆异黄酮——黄豆甙原。

从那时开始，研究者就逐渐去关注异黄酮对健康的影响，并最后掀起了研究异黄酮的热潮。

Setchell和Adlercreutz首次发表异黄酮和木脂体与哺乳动物雌激素结构相似，并阐述它们的可能防癌作用。