第二章植物毒素及其对动物的防御作用.docx
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第二章植物毒素及其对动物的防御作用
第二章植物毒素及其对动物的防御作用
前言
植物的防御手段
物理手段:
粗糙表皮、刺、茸毛等
化学手段:
合成一些对动物有毒的成分
•植物毒素定义
广义:
植物自身合成的,对取食者产生一定伤害的有毒成份。
狭义:
植物体内的大分子有毒化合物,主要是毒蛋白即植物毒素。
含有有毒成分的植物称为有毒植物(广义)
有毒植物的数量:
李时珍(1590),150多种(中国)
Mclndoo(1945),1180
Gadd(1980),1938
陈冀胜(1987),1300余种(中国),占植物种的4%
植物毒素种类
蛋白质(少数)
植物次生物质(多数):
非蛋白质氨基酸;萜类;生物碱;酚类化合物等
⏹命名
毒芹毒素,乌头碱
第一节非蛋白质氨基酸
•蛋白质氨基酸,20种。
•非蛋白质氨基酸400余种,其中有不少是有毒的,多数存在于豆科植物的种子中。
致毒原因:
•组入到蛋白质中,引起结构和功能的改变,从而带来严重的后果。
•谷氨酸和γ-氨基丁酸是神经递质,和谷氨酸结构相似的非蛋白质氨基酸能引起动物某些神经症状而带来伤害。
一、碱性非蛋白质氨基酸
1.刀豆氨酸
存在于豆科的蝶形亚科,洋刀豆,3.6-6.3%;大果豆,7-10%;海刀豆,0.2-4.4%。
•刀豆氨酸对广谱生物都是有毒的,能抑制某些细菌的生长.能被组入到链球菌的蛋白质中。
刀豆氨酸还抑制了霉菌、酵母和藻类的生长,对高等植物和动物的生长发育也有影响.
实例
⏹程振衡等(1986,1993)研究了刀豆氨酸对亚洲玉米螟生长发育的影响及其生理生化效应。
在100g人工饲料里加入2—6g的刀豆氨酸,畸蛹率是12%,而对照为0。
卵的孵化率为1%一16%,对照为55.6%。
取食刀豆氨酸的玉米螟,蛋白质含量降低,氨基酸含量升高,精氨酸酶也稍有降低。
⏹副刀豆氨酸和鸟氨酸的相似。
⏹能显著地抑制含有磷酸毗多醛的酶的活性。
⏹10mmol.L-1的副刀豆氨酸就能完全抑制谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性。
⏹副刀豆氨酸可能和这些酶的辅基结合。
⏹从含有刀豆氨酸的原料中都能分离到副刀豆氨酸。
2.高精氨酸
•香豌豆属的许多种都含有高精氨酸。
•Bell(1962)在这个属的49个种中,发现有36种含有这个非蛋白质氨基酸。
•大约含量为0.1%。
•功能:
作为精氨酸的竞争者。
•高精氨酸对刀豆氨酸有明显的制约作用,能替代精氨酸来减缓刀豆氨酸的伤害作用。
实例
⏹把25mmol/L的高精氨酸注入5龄烟草天蛾血淋巴中,虽能蛹化但严重残缺畸形。
⏹把约5%的高精氨酸加入到四纹豆象的饲料中,阻止了蛹的羽化,若以接近自然含量(约1%)加入到饲料中,则没有明显的影响
3.羟基精氨酸和羟基高精氨酸
最早是从海洋动物紫轮海参中分离到的,接着又在日本海葵中找到它。
在野豌豆属中至少有17个种含有这个氨基酸。
它的水解产物是尿素和羟基鸟氨酸。
对这两种非蛋白质氨基酸的毒性和生物功能了解尚少、但其结构类似于精氨酸.推测它们可能作为精氨酸的抗代谢物而起作用。
4.木蓝氨酸
•存在于木蓝属的穗花槐蓝。
•木蓝氨酸也是精氨酸的同系物,能被食入的动物误组入蛋白质中,从而带来严重的后果。
木蓝氨酸引起动物的某些伤害,可被同时注入等量的精氨酸所减轻。
实例
⏹1970年Pearn用提纯的木蓝氨酸做实验,在大鼠妊娠11天胃管给药。
每克体重2mg,实验5头,其中两只雌鼠的胚胎在妊娠的2l天死于子宫内,另3只得到16只胚胎,其中13只有腭裂,对照10只全部正常。
⏹把新鲜穗花槐蓝叶片,以每头200g补给到兔的食物中时,兔取食量降低,体重下降,平均只存活了3周。
⏹当以每kg体重2g木蓝氨酸胃管给药于大鼠时,显示出肝脾明显增大。
⏹木蓝氨酸对牛羊亦有剧毒,能引起肝损伤和怀孕动物流产等。
二、酸性非蛋白质氨基酸
存在于香豌豆属的多种植物种子
毒害作用:
不是被组入蛋白质中,而是因谷氨酸是昆虫神经—肌肉接点处的一种神经递体,在神经传导中起着重要作用。
其渗入神经组织后,能阻断神经冲动的传递,从而引起一系列神经功能障碍。
三、芳香和杂环非蛋白质氨基酸
1.铃兰氮酸
最早是从百合科欧铃兰的叶中分离出来的,接着又在蓼科的一种蓼中得到,含量占其干重的3%一6%。
对百合科的90个种分析,有1/3的种含有铃兰氨酸。
后来还在石蒜科、龙舌兰科和几种豆科植物中分离到。
⏹当动物食入铃兰氨酸后体内的脯氨酸活化酶把它误认是脯氨酸,于是合成了铃兰氨酰-脯氨酰-tRNA并进而将其组入蛋白质中。
带有铃兰氨酸的异常蛋白质失去了正常蛋白质的生理功能,进而引起了组织器官的坏死。
2.黎豆氨酸
Bell(1961)在分析一种香豌豆种子游离氨基酸时,发现一个新的非蛋白质氨基酸,被命名为Lathyrine。
黎豆氨酸在这种香豌豆的种子里含量为2.11%,在这个属的其他种中含量约在0.22%-0.52%之间。
至今黎豆氨酸对其他生物的影响知道得还不多。
高精氨酸可能是黎豆氨酸的前体物。
3.L—多巴
L—多巴以游离的或结合的糖苷形式存在于许多豆科植物的种子中,如羽扇豆属、油麻藤属和野豌豆属等。
其他科如大戟科的一种大戟分泌的胶乳中也有。
高含量的多巴是油麻藤属的特征。
多巴的大量存在干扰了昆虫的酪氨酸酶的正常功能。
该酶能氧化酪氨酸成为多巴,并进而将多巴脱羧为多巴胺。
这个反应是昆虫体壁硬化过程中重要的一步。
所以,含大量多巴的种子对昆虫有剧毒。
在人体内,多巴-谷胱苷肽降低-溶血性贫血。
还可治疗震颤性麻痹症(多巴胺低)
4.含羞草氨酸
存在于含羞草亚科的含羞草属和银合欢属两个属中。
在一种银合欢的叶中含量高达2%一5%.而在种子中可达到9%。
毒性
含羞草氨酸对广谱动物包括人都是有毒的,家畜中毒最显著的症状是脱毛。
马,驴,骡和猪是特别敏感的。
含羞草氨酸引起了鼠生长速率和生殖力的降低,也能抑制微生物如大肠杆菌和植物如一种菜豆的生长。
含羞草氨酸能和吡多醛磷酸作用,因而推测它可能干扰了一些酶的活动。
含羞草氨酸抑制动物生长的效应能通过在食物中加入酪氨酸和苯丙氨酸而被阻止。
5.5—羟色氨酸
5—羟色氨酸首先是从西非的一种豆科植物种子里分离出来的,含量很高,可达鲜重的6%-10%,并常伴有5—羟色胺。
叶片中也有,但含量低。
5—羧色氨酸也存在于油麻藤属植物以及香蕉等植物中。
效能
给免注射5-羟色氨酸,提高了脑中5—羟色
胺的水平,并带来一系列神经性症状,颤抖,肌
肉活动失调,并引起死亡。
口服这个非蛋白质氨
基酸,也提高了脑和器官中5—羟色胺的水平,
并带来不良后果。
5—羟色胺是个有生理活性的胺,5—羟色氨酸是其前体物。
取食这种植物叶片的山羊能提高生育力。
6.低血糖氨酸和亚甲环丙基甘氨酸
牙麦加的一种无患子科植物,果肉常被食用后会发生一种呕吐病,其病症主要是激烈的呕吐,继之发生血糖降低,痉挛,昏迷甚至死亡。
儿童更为严重。
这种病常有很强的季节性,这种果被大量食用时发生。
⏹果中含有的低血糖氨酸是造成这种病的原因。
食用时这种果尚未完全成熟,此时低血糖氨酸含量可达0.11%。
这种病临床的一个主要特征是血糖降低,可低到3mg/100mL(正常值为100mg/100ml)。
⏹荔枝病:
由亚甲环丙基甘氨酸引起,表现为心率失常,血压下降和由于储糖量减少而产生低血糖症。
四、含硒氨基酸
硒是土壤中的微量元素,一般浓度约为1×10-7。
但在某些半干旱的土壤里硒的含量很高,并且是可溶性的,植物吸入大量的硒而成为有毒植物。
微量的硒(约1×10-8)对动物的生长和发育是必需的。
硒还是谷肮甘肽过氧化物酶的一种成分。
⏹最著名的累积硒的植物是豆科黄芪属植物。
在北美黄芪属有500余种,有24种能累积硒,在这些植物的种子和组织里能累积高浓度的硒,有的浓度高15×10-3。
⏹在累积硒的植物里,主要储存的是甲基硒代胱氨酸和丙氨酸丁氨酸硒醚等。
⏹除黄芪属植物而外,分布在澳大利亚的豆科的一种草本植物.也是累积硒的植物,晒的浓度可达4×10-3(丙氨酸丁氨酸硒醚)。
⏹美国南部的玉蕊科植物也可累积硒(丙氨酸丁氨酸硒醚)。
症状
⏹能累积硒的植物虽种数不多但分布广且毒性较强,在这些地区放牧可引起家畜的急性中毒,症状是呼吸加快,体温升高,俯卧,直至死亡。
⏹在硒含量较低的地区(5—40x10-6)放牧时也可引起慢性中毒,使生长和繁殖速率降低。
⏹慢性中毒不是很容易诊断的,分析毛发中硒的含量能方便地判断饲料中硒含量。
致毒机制
在敏感植物和动物体内,甲基硒代蛋氨酸能代替蛋氨酸组入蛋白质,引起功能改变。
五、具神经毒性氨基酸
⏹山黎豆病,轻者肌肉无力,重者导致不可逆麻痹。
家畜也能患山黎豆病,马和牛是最敏感的,猪狗次之,而鼠则是有抗性的。
⏹原因:
β—氰基丙氨酸、草酰—二胺丙酸、二氨丁酸和甲基二氨丙酸
1.β—氰基丙氨酸
豆科的野豌豆属和香豌豆属等的种子中都含有β—氰基丙氨酸。
Bell等(1965)分析了野豌豆属的48个种,有16个种含有这个非蛋白质氨基酸。
在救荒野豌豆的种子中,含量约为0.15%,最高可达0.6%。
断奶雄性大鼠胃管给药,很快就产生了不可逆地过度兴奋,震颤和强直。
大鼠的LD50为135mg·kg-1(体重)。
2.草酰—二氨丙酸
由于救荒野豌豆引起了山黎豆病。
Rao等(1967)从救荒野豌豆种子中分离出这个非蛋白质氨基酸,含量约占种子干重的0.1%-2.5%。
它也存在于香豌豆属的21个种中、猪屎豆属的13个种和金合欢属的17个种中。
毒性大于β—氰基丙氨酸
六、非蛋白质氨基酸的生态意义
⏹这些化合物有对抗昆虫和食草动物的取食、抑制微生物生长等作用,对含有它的植物具有保护功能,因而有一定的生态意义。
⏹持这种看法主要有以下理由:
第一,一些非蛋白质氨基酸对动物、昆虫和微生物及不能合成它们的植物是有毒的。
因此,也可以把这些异常氨基酸看作是一些毒素,能使含有它的植物在生存竞争中占优势。
第二,这些自然产物在有些植物中达到了很高的含量,合成这些物质要消耗许多能量和代谢源。
很难想象,如无适应利益,合成和储存这些化合物的机能会在进化中被保留下来。
第三,如果上述观点是有道理的话,那么昆虫和食草动物在进化中就能发展某种对抗这种有毒化合物的机制,如产生对这些化合物的生化脱毒机制,或其他方式来适应或利用这些化合物。
•这在大果豆和巴西豆象相互关系的研究中已经得到了证明。
•大豆果-刀豆氨酸
•豆象
•巴西豆象产生一种能区分精氨酸和刀豆氨酸的精氨酰tRNA合成酶。
•其次,幼虫体内有很高的精氨酸酶和脲酶活性。
•精氨酸酶:
刀豆氨酸--副刀豆氨酸+尿素。
•刀豆脲酶:
尿素--氨。
•脱氨酶:
副刀豆氨酸--高丝氨酸和氨。
第二节生氰糖苷
生氰糖苷是糖和含氮物质(主要是氨基酸)缩合而成的。
能合成生氰糖苷的植物,体内同时含有一种特殊的糖苷水解酶,该酶能水解生氰糖苷产生氢氰酸。
氢氰酸有广谱毒性,对哺乳动物、鸟以及昆虫都有很强的毒性,对微生物也有抑制作用。
一、生氰作用和生氰糖苷
⏹生氰作用是指植物具有合成生氰化合物的能力,并能在水解中释放出HCN。
⏹许多不同类群植物如蕨类、裸子植物、单子叶和双子叶被子植物中都有生氰植物。
至今已知豆科、蔷薇科、大乾科、亚麻科、禾本科、木樨科、水麦冬科和忍冬科等有2000多种生氰植物。
⏹已有70余种生氰糖苷被鉴定出来。
大多数是生氰单糖苷,也有生氰二糖苷,生氰三糖苷等。
⏹无患子科植物种子中的氰脂在水解过程中也能产生HCN。
1、苦杏仁苷
⏹二糖苷,常存在于核果类植物中,如杏、桃、李和梅等的果仁中。
⏹苦杏仁中,苦杏仁苷的含量约为1%-5%,最高可达7.9%。
枇杷1.4%。
⏹中毒症状:
呕吐、呼吸困难和惊厥,严重者昏迷直至死亡。
经典的是苦杏仁、。
⏹救荒野豌豆种子含有野豌豆苷,第二个糖是一个五碳搪。
2、亚麻苦苷和百脉根苦苷
⏹首先从亚麻科亚麻的种子中分离到的,种子可榨油,但全株有毒。
⏹中毒症状:
呕吐、呼吸困难和痉挛,
⏹白车轴草和百脉根(澳洲和欧洲牧草)
⏹大戟科的木薯(热带种植)
⏹毛茛科、西番莲科和菊科的某些植物
⏹百脉根苦苷化学结构亚麻苦苷类似,只是由一个乙基替换了甲基。
两种物质一般是同时存在的。
3、高粱苦苷
⏹从禾本科高粱幼苗中分离到的,是单糖苷,其他还有燕麦、玉米等幼苗也含有此物质。
⏹中毒症状:
中毒死亡
二、生氰糖苷的合成和降解
1.生氰糖苷的生物合成
2.生氰糖苷的降解
生氰糖苷,表皮细胞的液泡
β—糖苷酶,叶肉细胞叶绿体
氰醇裂解酶,叶肉细胞溶质
三、哺乳动物的解毒机制
氰化物能通过食入或吸入途径进入哺乳动物体内。
纯的氢氰酸对羊的致死刑量为2.4mg/kg。
但长期取食含生氰糖苷牧草的羊能忍受日摄入量HCN达15—50mg/kg。
这种现象表明在它的体内已产生了解毒机制。
其解毒机制是硫转移酶将体内的二价硫(即和另—个硫原子结合的硫)转移到氰化物上,形成了CNS—,可从尿中排除。
•具有硫转移酶功能的主要蛋白质。
•硫氰酸酶,S-S,肝肾
•巯基丙酮酸硫转移酶,C-S,肾,红细胞
•血清清蛋白,S-S,红细胞
•氰化物的解毒主要发生在肝脏和肾脏中,在红血球和外周组织也能发生。
•通常动物体内可用于解毒的硫并不很多,所以,在自然条件下,脱毒效率不是很高的。
在临床上常用硫代硫酸钠作为硫的供体,用做氰中毒的治疗剂.
四、生氰糖苷的多态现象和生态意义
⏹具有生氰糖苷及其β—葡萄糖苷酶是一个种的特征,
⏹有几个种(白车轴草和百脉根)的群体里,有生氰糖苷型也有非生氰糖苷型。
无形态差异。
⏹氢氰酸与苦味酸液时能显出红棕色。
鲜叶片加一滴氯仿研磨,再垂下苦味酸液浸湿的滤纸条,塞好,有HCN生成时就能给出颜色。
多态现象的定义
⏹在一个种群里,相对某一待征来说,存在有不同的基因型个体,这种现象称之为多态现象。
⏹分类:
有形态多态现象、化学多态现象和酶的多态现象等。
⏹多态现象的出现与保持必定和某种选择压力有关。
也就是说不同类型个体在不同的生境里,必定有着不同的选择优势。
⏹现在已知和这种选择压力有关的一个是温度,一个是取食者。
⏹Daday(1954)研究发现白车轴草生氰糖苷型出现频率的高低和当地一月份平均气温有关。
⏹气温低,则非生氰糖苷型出现频率高
⏹在低温条件下,非生氰糖苷(特别是acli型)有选择优势。
因为低温冰冻能使生氰糖苷自发地释放出氢氰酸,这对植物自身也是有害的。
⏹Jones(1966)又研究了白车轴草和百脉根种群中,生氰糖苷型出现频率和当地取食者的关系。
⏹在英国南部,冬季气温较高,蛞kuo蝓和蜗牛仍在活动取食,特别在春季这些植物发芽时,更易遭受它们的危害,此时氢氰酸对这些植株就有着相当大的保护作用。
⏹在前苏联中部,严寒的冬季动物都处于蛰伏状态,到晚春动物活动时,植物已长出数张叶片,此时,已不象在英国早春那样需要保护了。
⏹生氰糖苷对植物的保护作用:
动物喜食非生氰糖苷植物.
⏹动物的选择性:
昆虫选择性不强,软体动物选择性强,哺乳动物有选择性。
⏹金合欢,一个种与蚁共生,一个种合成生氰糖苷
第三节生物碱
生物碱是庞杂而多样的一类天然化合物,多是植物的次生物质。
不同的生物碱对动物有不同的作用,可用作医药(如阿托品和喹宁),用于战争(如乌头碱),用于饮料(如茶碱和咖啡碱)等。
吸入烟碱可给人带来短暂安逸,但更多的是不良后果。
定义
⏹生物碱化合物必须含有氮原子,大多数(不是绝对的)是碱性的,大多数(不是绝对的)来自氨基酸。
生物碱必须是有限分布的,即不是所有的植物都含有的。
⏹生物碱是一类植物次生物质,主要存在于被子植物中,大约有15%-20%的被子植物。
夹竹桃科、茄科、豆科、罂粟科、百合科、马钱科和菊科等。
⏹有些生物碱分布范围狭窄,如吗啡只存在于婴粟科的婴粟属的少数几种植物中;
⏹有些分布广泛,如烟碱存在于许多不同种属的植物中。
分类
生物碱由于种类庞杂多样,给分类带来困难,不同的研究者常有不同的分类标淮。
Hegnauer(1966)以生物碱含氮环的化学结构为主要依据,并参照其他一些特点把生物碱分为三类:
原生物碱:
由氨基酸衍生来的非氮杂环的简单化合物,如
山羊豆碱和许多生物胺,以及生氰糖苷等。
真生物碱:
由氨基酸衍生来的氮杂环化合物,如从色氨酸
衍生来的相思子碱。
伪生物碱:
由非氨基酸化合物衍生来的氮杂环化合物.其
前体主要是甾类和萜类等化合物.如由甾类化
合物衍生来的茄碱和番茄碱。
几种常见的植物生物碱
一、几种常见的植物生物碱
1.茄科植物生物碱
(1)烟碱
⏹烟碱主要存在于茄科烟草属的植物中。
豆科的金合欢属、桑科的大麻属、萝摩科的马利筋属、寻麻科和藜科等一些植物也有烟碱。
⏹烟碱是吡啶生物碱,是烟草所含的神经生理活性物质。
⏹纯的烟碱是无色或淡黄色易挥发的油状液体,强碱性有刺激味。
烟碱有刺激效应,这是全世界广为种植烟草的原因。
烟草全株(根、茎、叶和花)都含有生物碱,2-4%,以叶中含量最高,而种子中则没有。
烟草中的生物碱
烟碱占95%、去甲烟碱1%、新烟碱0.5%和安那他品2%-3%。
毒性:
烟碱对人有很强的毒性,口服60mg即可死亡,2g烟草干叶也可令人致死。
其他动物抗性要强些,如牛的烟叶致死量为400一500g。
中毒者呕吐,运动失调,直至呼吸麻痹而死。
吸烟过量和烟厂工人亦可产生慢性中毒,主要症状是弱视。
作用机制:
烟碱的作用机制是模拟神经递体乙酰胆碱的功能,和神经肌肉接点的烟碱样胆碱能受体结合,使神经产生高度兴奋,直至麻痹死亡。
烟碱由于毒性大,中毒选择性差,故不作药用,主要用作杀虫剂和杀菌剂。
(2)阿托品
•阿托品是第一个被分离、结晶并广泛应用的托品烷类生物碱,最早是从颠茄中分离的。
颠茄原产欧洲,我国各地均有种植,多年生草本,全株有毒.根的毒性最大,叶中阿托品含量在0.23%-1.25%之间。
•山莨菪,分布于我国西南地区,含有山莨菪碱、莨菪碱、天仙子碱。
•曼陀罗是一年生草本,全株有毒,种子毒性最大。
误食其果后出现头痛,烦躁不安,并出现幻听幻视,重者可昏迷死亡。
曼陀罗所含主要生物碱为阿托品、山莨菪碱和曼陀罗碱等。
•古柯碱(可卡因)--古柯
托品类生物碱对多种动物有毒,能引起昏迷、瞳孔放大、呼吸困难和某些精神症状等。
阿托品又是一种抗胆碱剂、又有医疗价值,常用于解除平滑肌痉挛和治疗有机磷农药中毒。
这类药物还能解除微血管痉挛,改善微血管循环。
(3)茄碱
茄碱广泛存在于茄科植物中,如茄属和番茄属等植物的茎、叶、花及块茎等组织中。
也存在于马铃薯,龙葵等植物中。
番茄碱对许多动物包括昆虫在内都是有毒的,能抑制神经活动,伤害多种器官,并有致畸胎作用。
美国爱达荷州有些牧场里常常出现一种猴面羊羔病的畸形羊羔,主要特征是有畸形面孔和球形单眼,畸形率很高,有时可达30%。
然而这种病仅出现在一些地区和一些牧场里。
Binns(1959)和Keeler(1984)等研究了引起这种病的原因,他们分析了植物区系、土壤和水源等因素,最后推断可能由于羊取食了加利福尼亚藜芦造成的。
若使怀孕的母羊远离这种植物,则畸形率下降到1%以下或为零。
从藜芦中分离出许多种甾类生物碱,有蒜藜芦碱、藜芦胺和cyclopamine等。
致畸胎作用主要成分是蒜藜芦碱和cyclopamine,若羊口服30mg·kg-1这两种生物碱就能产生畸胎。
2罂粟生物碱
吗啡是罂粟科罂粟所含的生物碱。
罂粟原产南欧,为二年生植物,顶花,果大多乳汁。
罂粟蒴果总生物碱含量在0.1%-l.0%之间。
鸦片约含20%-25%的生物碱,其中主要是吗啡,占9%-10%,此外还有那可丁、可待因、谛巴因和罂粟碱等20余种成分。
吗啡对多种动物有毒,对动物的神经活动有强烈的抑制作用,能引起呼吸中枢的麻痹。
吗啡用量适度又有镇痛止咳、兴奋精神等作用,但有成瘾性。
发展史
•古代人就已知从罂粟蒴果中提取鸦片。
从嫩果的切口处流出的乳汁干后叫做鸦片为棕色干膏状物,有催眠和镇痛等作用。
•1806年Serturnes从鸦片中提取出一个活性很强的生物碱,有神奇的催眠、镇痛和兴奋精神作用,他以希腊神话“睡梦之神”命名为吗啡。
•1874年Wright用无水吗啡和醋酐加热得到了白色晶状物二乙酰吗啡。
它有更强的生物活性,镇痛力比吗啡大4—8倍,并有非凡的提神作用。
1898年这个化合物的注册商品名为海洛因。
3千里光双稠吡咯烷生物碱
•18世纪在英国和澳大利亚就怀疑千里光与家畜的肝脏损伤有关。
•双稠吡咯烷生物碱首先是从菊科千里光属植物中分离出来的,而众多的千里光植物(已知有180余种)都含有它,豆科野百合属(70余种),还有如卫矛科、大戟科、亚麻科、禾本科、兰科、毛茛科和玄参科等的86个属的植物。
•这类生物碱分布广泛,有多种生物活性,并且是人和家畜的一种肝毒素,能诱发癌变,因而受到人们的很大关注。
对人的潜在的危险。
食用了被这种生物碱污染的食品,或食用了含有这种生物碱的植物叶片或种子。
通过正常的食物链进入体内。
如取食千里光植物的奶牛,奶中就含有了这种生物碱。
蜂蜜中也可能含有。
含有双稠吡咯烷生物碱植物的中草药,用之不当亦能引起中毒。
4豆科双稠哌啶生物碱
双稠哌啶生物碱主要存在子豆科植物之中。
它们在结构中至少含有一个双稠哌啶环,已有170余种哌啶生物碱被分离和鉴定出来。
羽扇豆碱,羽扇豆属和染料木属;
鹰爪豆碱(金雀儿碱),羽扇豆属、金雀儿属和槐属;
羽扇豆宁,豆科植物中广泛存在(50多个属);
多花碱,羽扇豆属;
安格呋林,羽扇豆属、金雀儿属、红豆树属等;
苦参碱,槐属植物。
纯的QA对广谱生物都是有毒的,能驱拒许多食草动物的取食,如蜗牛、昆虫、免和牛等,一些寡食性昆虫如长管蚜,在含有QA生物碱的植物上取食,其体内也储存了这类生物碱,有对抗捕食者的防御作用。
5其他植物的生物碱
(1)咖啡碱
山茶科的茶树的嫩叶,茜草科咖啡和梧桐科可可的种于都含有咖啡碱和可可碱。
茶叶中含3%-5%的生物碱,主要是咖啡碱占2%-4%,其次是可可碱和茶碱,它们都是黄嘌呤的衍生物。
咖啡碱纯品为白色结晶,味微苦,有兴奋大脑和心脏作用。
适量饮用有兴奋精神、祛除疲劳等作用。
但大量食入能引起过度兴奋、惊厥等症状。
茶在我国古代用为解毒,唐代开始用做饮料,并传到国外,至今我国仍是茶叶传统出口国。
明朝顾元庆在《茶谱》中说“人饮真茶,能止渴,消食化痰,少睡利尿,明目益思,除烦去腻,人故不可一日无茶”。
茶叶、咖啡和可可是现代世界最流行的3大无酒精饮料。
咖啡碱在人体内代谢很快,平均半衰期仅为3.5h,一般认为不会带来很大影响。
但长期少量饮用咖啡碱对人体是否有害,仍是一个有争议的问题。
(2)丁布
丁布是禾本科植物含有的一种次生物质,虽不是典型的生物碱结构,但含有氮,仍属广义的生物碱范畴。
丁布在禾本科植物中广泛分布,在植物体内以糖苷的形式存在。
丁布具广谱毒性,对玉米螟、玉米蚜和一些病原微生物都是有毒的。
二、生物碱的生物合成
生物碱的生物合成是由物种的遗传基因决定的,但环境因素如光照、氮磷钾等元素的供应、温度、土地湿度和海拔高度等都能影响生物碱的含量。
验证实例
烟草生物碱的生物合成已被仔细地研究过了。
嫁接实验证明,生物碱是在新生的幼根中合成的。
把烟草作接穗嫁接到马铃薯茎上,烟草就不含有或很少含有烟碱。
若把曼陀罗(托品)嫁
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