生物中的CO1是什么意思

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拟南芥 拉丁名:Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
拟南芥-简介
(Brassicaceae) 鼠耳芥属(Arabidopsis) 拟南芥(A. thaliana) 又名鼠耳芥、阿拉伯芥、阿拉伯草。这种小小的有花植物,是在植物科学,包括遗传学和植物发育研究中的模式生物之一。其在植物学中所扮演的角色正仿佛小白鼠在医学和果蝇在遗传学中的一样。
拟南芥-形态特征及分布
拟南芥基生叶有柄呈莲座状,叶片倒卵形或匙形;茎生叶无柄,披针形或线形。总状花序顶生,花瓣4片,白色,匙形。长角果线形,长1~1.5厘米。花期3~5月。我国内蒙、新疆、陕西、甘肃、西藏、山东、江苏、安徽、湖北、四川、云南等省区均有发现。
拟南芥-模式生物
拟南芥由于具有以下的特点而成为研究有花植物的遗传、细胞、发育、分子生物学研究的。拟南芥的优点是植株小(1个茶杯可种植好几棵)、每代时间短(从发芽到开花不超过6周)、结子多(每棵植物可产很多粒种子)、生活力强(用普通培养基就可作人工培养)。拟南芥的基因组是目前已知植物基因组中最小的。每个单倍染色体组(n=5)的总长只有7000万个碱基对,即只有小麦染色体组长的1/80,这就使克隆它的有关基因相对说来比较容易。其整个基因组已于2000年由国际拟南芥菜基因组合作联盟联合完成,也是第一个被顺序分析的植物基因组。拟南芥是自花受粉植物,基因高度纯合,用理化因素处理突变率很高,容易获得各种代谢功能的缺陷型。例如用含杀草剂的培养基来筛选,一般获得抗杀草剂的突变率是1/100000。由于有上述这些优点,所以拟南芥是进行遗传学研究的好材料,被科学家誉为“植物中的果蝇”。 1873年,亚历山大·布朗第一次用文献记录了拟南芥的突变体。然而,直到1943年,拟南芥作为模式生物的潜能才有文献记录。这个突变体现在称为AGAMOUS,而这个突变的基因也在1990年被克隆分离出来。
拟南芥-研究历史
在自然界中,拟南芥主要分布于温带,集中 在欧洲地区;在东非、亚洲大陆、日本也都有分 布,一般生长在野外干燥的土壤中。欧洲文明的扩 张把拟南芥带到了北美和澳洲大陆。历史上对拟南 芥科学研究的记载最早可追溯至l6世纪,由德国学 者Thai在德国北部的哈茨山区中首次发现并记录了 这个物种。19世纪分类学家Heynhold将其命名为 Arabidopsis thaliana。现在人们在世界各地共收集 到750多个拟南芥生态型,这些生态型在形态发 育、生理反应方面存在很大差异。在拟南芥的众多 生态型中最常用的三种是Landsberg erecta(Ler)、 Columbia(Co1)、Wassilewskija(Ws),其中Co1生态 型用于拟南芥的全基因组测序。 在1873年,Braun报道了他在柏林郊外发现的 一种拟南芥突变体,这可能是拟南芥研究历史中所 发表的最早一项在分类学之外的研究工作。他当时 所发现的这个突变体极有可能就是植物科学研究领 域中为人们所熟知的AGAMOUS(AG)基因的突变 体,这个基因是花发育ABC模型中的C类基因。 Meyerowitz实验室于1990年报道了对AG基因的克 隆。之后,另一个值得注意的工作是Laibach在 1907年首次报道的对拟南芥染色体的研究并最终确 定了拟南芥具有5条染色体。Laibach于1943年详 细阐述了拟南芥作为模式生物的优点,并在他之后 的工作中大力推动了对拟南芥的研究。在Laibach和 其他一些科学家的共同努力下,促成了1965年在德 国哥廷根召开的第一届国际拟南芥会议。现在,这 个会议己发展成国际拟南芥研究的一项科学盛事, 每年举办一次,2007年将首次在我国首都北京召开。 20世纪80年代,分子生物学技术的迅猛发展, 给植物科学研究带来了巨大的机遇。1986年,Meye-rowitz实验室首次报道了对拟南芥中一个基因的克 隆。同年,Horsch实验室报道了根癌农杆菌介导的 T-DNA对拟南芥进行的遗传转化。1988年,Meye- rowitz实验室发表了拟南芥基因组的首个RFLP图谱 。在之后的几年中,相继报道了T-DNA插入 突变基因的克隆、基于基因组图谱的基因克隆 。 这些突破使人们逐渐认识到拟南芥作为实验材料对 植物生命进行探索的价值。
拟南芥-拟南芥研究的一些重要发现
在植物形态建成研究中,经典的例子是。在结构上,拟南芥的花与大多数开花植物相似,由四轮基本的花器官组成:从外向里分别为花萼、花瓣、雄蕊 及雌蕊。ABC模型中的A、B、C分别指的是控制不同花器官发育的三大类基因,其中A类基因决定了花萼的特征;A类+B类基因共同作用决定了花瓣特征;B类+C类基因共同作用决定了雄蕊特征;C类基因单独作用决定了雌蕊心皮的特征,同时也终止花器官在第四轮形成之后继续分化(A)。在野生型花器官中,这三类基因的表达产物大体按照它们所各自决定的花器官位置,分布于相应的区域。当其中某个基因发生突变之后,它所控制的区域则会发育出其他类型的花器官。例如,在B类基因的突变体中(B类基因功能消失),第二轮的花瓣 区域由于只受到A类基因的调控,会发育出与第一轮相同的花萼,第三轮的雄蕊也会相应地转化成第四轮的心皮组织(雌蕊的组成部分)(B)。A、B、C三大类基因都编码转录因子,在花原基的发育过程中会由外到内被逐个激活,从而确保正确的 花器官在准确的时期出现。拟南芥花发育中所使用的这套机制与动物发育中基因表达系统类似。在果蝇中,不同的Hox(homeobox)转录因子控制着不同部位的发育,它们也类似ABC模型,利用重叠的基因表达区域形成新的器官。& 除了在花发育中的发现外,近十年来,植物科学家们利用拟南芥模式系统,对植物不同组织和器官的发育开展了类似的研究。通过大量拟南芥突变体的分析,科学家们对植物根、茎、叶、花、胚 胎和种子的发育,对植物抗病性和抗逆性机理,以及对各种生命活动有关的激素、光和环境因子引起的信号传导过程等进行了深入的研究,极大丰富了人类对于植物生命活动内在机理的认识。microRNA(miRNA)是拟南芥研究中近几年来最值得注意的热点之一。miRNA是高等真核生物中一类,由基因组编码。miRNA前体的转录过程与普通基因mRNA的转录过程基本类似。不同的是,初始miRNA转录本(pri-miRNA)为“发夹”结构,然后通过不同酶的修饰最终形成“成熟”miRNA。成熟miRNA仅含有19~23个碱基核苷酸,但是这些寡聚核苷酸却可以通过碱基配对与一些基因的mRNA结合,在一些酶的参与下破坏与之结合的mRNA或者干扰mRNA的正常翻译。miRNA 最早于1993年在线虫中发现,在拟南芥中,大多数已经发现的miRNA都参与植物重要的生命活动,例如,植物的形态建成,RNA诱导的基因沉 默以及植物对于逆境的适应性等。近年来,通过对拟南芥的研究,科学家们获得了关于miRNA生物合成过程的新认识。在动物中已经报道了由RNA酶III结构域的Drosha蛋白和由 RNA双链结合结构域的Pasha蛋白参与pri-miRNA的加工。拟南芥中也发现了Drosha的同源蛋白DCL1 (含RNA酶III结构域)和Pasha的同源蛋白HYLI(RNA 双链结合结构域) 。最近的研究表明,拟南芥中除了DCL1和HYL1之外,参与加工miRNA初始 转录本的还有另一个必需蛋白SERRATE(SE)。SE编码一个含“锌指”结构域的蛋白,在动物的pri-miRNA加工过程中尚未发现。除此之外,在拟南芥miRNA的生物合成途径中还发现另一个重要的蛋白HENl,它的主要功能是使已经剪切成19~23 个碱基的miRNA末端的核糖被甲基化。一般认为甲基化是为了防止rniRNA的末端被其他酶所识别,从而保证了rniRNA在细胞特定位置的稳定性。以上这两项研究为完整认识高等生物中(包括动物和植物中)的miRNA生物合成过程提供了有价值的信息。 在拟南芥中除了干扰一些重要基因的mRNA的miRNA之外,最近还发现了另一类新的小分子RNA,称之为trans-acting siRNA(ta-siRNA)。这种小分子RNA目前在动物中还没有相关的报道。ta-siRNA像miRNA那样来自于基因组中特定基因的 转录。与miRNA不同,ta—siRNA的前体就如同普通的mRNA,不像miRNA的前体那样形成“发夹”结构,只是这种ta—siRNA的转录本不翻译蛋白,而只能在一些酶的参与下被加工形成小分子RNA。加 工后的ta-siRNA会像rniRNA那样作用于与之碱基配 对的靶基因mRNA。目前,在拟南芥中总共发现了 5个编码ta-siRNA的基因——a、b、TASlc、TAS2、TAS3等,其中TAS3产生的ta-siRNA 参与叶片极性发育,并且调节植物营养生长阶段时间的长短。
拟南芥-第十八届国际拟南芥菜研究大会
会议日期 日至24日会议地址:北京 九华山庄会议主席:北京生命科学研究所邓兴旺教授会议发起单位:中国科学院植物研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所、北京大学、北京生命科学研究所、中国农业大学。未来植物生物学如何面对组学技术的发展和农业生产的要求是植物生物学家索面临的挑战。本次大会将探套模式植物的研究如何能够在生物工程创新产业中起到领头军的作用。1965年第一次国际拟南芥研究会议在德国召开,当时只有25人出席会议。进入80年代以后,拟南芥迅速成为全球最大、最广泛应用的模式植物,其整个基因组已于2000年由国际拟南芥菜基因组合作联盟联合完成,也是第一个被顺序分析的植物基因组。目前,全球已有多达6000个实验室,15000余人从事拟南芥研究。1995年开始,拟南芥研究大会由最初的5~6年开一次变成每年一次,其中三分之二的会议在美国举办,另外三分之一在世界各地竞争举办。鉴于拟南芥已成为国际植物学研究最重要的模式植物,因此拟南芥研究大会已成为检阅世界植物科学进展的一个重要窗口。除美国外,英国、澳大利亚、西班牙、德国等都已相继成为过主办国。中国的拟南芥菜研究在过去几年里有了突飞猛进的进展。2004年北京举办了拟南芥菜学术研讨会吸引了1000多名来自全国各地的专家学者和研究生,来自中国本土的拟南芥菜的研究工作已经在包括[Cell]、[Nature]、[Science]、[Plant Cell]和[Plant Journal]等国际著名杂志上发表,引起了国际学术界的普遍关注。2006年在美国举行的第17届国际拟南芥菜研究大会上我国科学家全力争取得到了这次大会的举办权,这是亚洲国家第一次承办这一盛会。拟南芥菜的植物生物学全方位功能研究及其在农业生产中的开发应用。 大会将分为以下各专题:1. 植物发育(Development)2. 植物信号转导(Signal transduction)3. 遗传学(Genetics)4. 基因组学(Genomics)5. 植物对环境的应答(Plant responses to environment)6. 植物与微生物的反应(Plant responses to microbials)7. 植物细胞生物学(Plant cell biology)8. 代谢和生物能源(Metabolism/Bioenergy)&
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现在时间是6 有的生物学家推测在生物进化过程中,真核细胞内部的膜很可能来自细胞膜,你同意这种说法吗?_百度作业帮
6 有的生物学家推测在生物进化过程中,真核细胞内部的膜很可能来自细胞膜,你同意这种说法吗?
这个答案有两种,我就从同意的角度回答吧.答:同意,真核细胞内部的膜系统中有线粒体膜,叶绿体膜,还有液泡膜等.根据内共生学说:内共生学说(endosymbiont hypothesis)关于线粒体起源的一种学说.认为线粒体来源于细菌,即细菌被真核生物吞噬后,在长期的共生过程中,通过演变,形成了线粒体.该学说认为:线粒体祖先原线粒体(一种可进行三羧酸循环和电子传递的革兰氏阴性菌)被原始真核生物吞噬后与宿主间形成共生关系.在共生关系中,对共生体和宿主都有好处:原线粒体可从宿主处获得更多的营养,而宿主可借用原线粒体具有的氧化分解功能获得更多的能量.既然是一种细菌被吞噬后形成的细胞器,那么它的膜便是有细胞膜演变而来了.同理可以得出题目的结论.
不大可能,在蛋白质的加工和合成过程中,经过核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,一直是有细胞内部的膜转移到外部的。所以,进化过程中也不大可能是内膜来自细胞膜。生物大分子_百度百科
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像、脂肪酸等都叫做,是与生命有着密切关系的物质,它们是构成大分子的基本物质。生物大分子是构成生命的基础物质,包括蛋白质、、碳氢化合物等。外文名biomacromolecule动&&&&能生物功能
生物大分子(biomacromolecule)与低的生物相比,高相对分子量的有机化合物具有更高级的物质群 。它们是由低的有机化合物经过而成的。生物大分子大多数是由简单的组成结构而成的,蛋白质的组成单位是,的组成单位是……像氨基酸、脂肪酸等都叫做,是与生命有着密切关系的物质,它们是构成大分子的基本物质。从而言,蛋白质是由α-L-而成的,是由和,与糖D-或2--D-核糖)、脱水缩合而成,是由脱水缩合而成。由此可知,由低的生物有机化合物变为高相对分子量的生物有机化合物的化学反应都是。指的是作为生物体内主要活性成分的各种达到上万或更多的。高的生物有机化合物(生物大分子)主要是指蛋白质、以及高相对分子量的碳氢化合物。常见的生物大分子包括蛋白质、、。这个定义只是概念性的,与生物大分子对立的是物质(、等)和质。
生物大分子构象实际上生物大分子的特点在于其表现出的各种生物活性和在生物中的作用。生物大分子是构成生命的基础物质。比如:某些和某些脂类物质的并未达到惊人的地步,但其在生命过程中同样表现出了重要的生理活性。与一般的生物大分子并无二致。在条件下,有两条路径可以达到以形成:其一是通过加热,将低的构成物质加热使之脱水而;其二是利用存在于原始地球上的来缩合。前者常常是在近于无水的环境中进行,后者则可以在水的环境中进行。
生物大分子都可以在生物体内由简单的结构合成,也都可以在生物体内经过作用被分解为简单结构,一般在合成的过程中消耗,分解的过程中释放能量。生物大分子是生物体的重要组成成份,不但有生物功能,而且较大,其结构也比较复杂。在生物大分子中除主要的蛋白质与外,另外还有糖、脂类和它们相互结合的产物。如、脂蛋白、核蛋白等。它们的往往比一般的类大百倍或千倍以上。蛋白质的在一万至数万左右,的分子量有的竟达上百万。这些生物大分子的复杂结构决定了它们的特殊性质,它们在体内的运动和变化体现着重要的生命功能。如进行供给维持生命需要的与物质、传递遗传信息、控制分化、促进生长发育、产生免疫功能等等。人类对生物大分子的研究经历了近两个世纪的漫长历史。由于生物大分子的结构复杂,又易受温度、酸、碱的影响而变性,给研究工作带来很大的困难。在20世纪末之前,主要研究工作是生物大分子物质的提取、性质、化学组成和初步的结构分析等。19世纪30年代以来,当细胞学说建立的时候,有人已经研究蛋白质了。蛋白质命名始于1836年,当时著名的化学家柏尔采留斯(J.Berzelius)和正在研究鸡蛋蛋白类化合物的化学家穆尔德(G.J.Mulder)就提出用“蛋白质”命名这类化合物。并且把它列为中最重要的物质。到本世纪初,组成蛋白质的20种已被发现了12种,1940年陆续发现了其余的氨基酸。19世纪末,有机化学家们就开始探讨蛋白质的结构。有机化学家(E.Fischer)与别人合作提出了之间的肽键相连接而形成蛋白质的论点,1907年费舍尔又合成了一个由15个甘氨酸和3个亮氨酸组成的18个肽的长链。同时晶体分析学派中的(J.D.Bernal)和阿斯特伯理(W.T.Astbury)等曾用X射线衍射分析方法分析羊毛、头发等蛋白的结构,证明它们是折叠卷曲纤维状物质。随着研究的逐步深入,科学家们搞清了蛋白质是肌肉、血液、毛发等的主要成份,有多方面的功能。的发现要比蛋白质晚得多。1868年在工作的24岁的化学家米歇尔(F.Miescher)从病人伤口脓细胞中提取出当时称为“核质”的物质。这就是被后来公认的的最早发现。后来(A.Kssel)及他的两个学生(W.Jones)和(P.A.Levene)弄清了的基本,证实核酸是由许多组成的大分子。是由碱基、和构成。其中碱基有4种(腺瞟呤、鸟瞟呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶),有2种(即核糖与脱氧核糖)。据此分成两类:核酸(RNA)和(DNA)。他们根据当时比较粗糙的分析认为,4种碱基在中的量相等,从而错误地推导出核酸的基本结构是由4个含不同碱基的连接成四核苷酸,以此为基础成核酸,这就是较著名的“四核苷酸假说”。这个假说从20年代后起统治了结构的研究大约20多年的时间,对认识复杂的核酸结构和功能起了相当大的。当时虽然是在中发现的,但由于它的结构过于简单,也就很难想象它能在异常复杂多变的遗传现象中起什么作用。甚至有些科学家在当时蛋白质的结构被阐明之后,认为很可能是蛋白质在遗传中起主要作用。酶的阐明是1897年德国化学家布希纳(E.Buchner)从磨碎的细胞中提取出了能使酒精发酵的酿酶开始的。布希纳研究表明,从活体内提取出来的酶能同在活体内一样起作用。不但打击了当时流行的活力论,而且使的研究进入了解细胞内的的阶段。后来的生物化学家(A.Harden)等对酒精发酵的具体化学步骤作了许多研究。到20年代大量实验结果表明,酵母使糖发酵产生酒精同肌肉收缩时使糖变为乳酸这两个过程基本上是一致的,又称。到30年代经许多科学家的研究,最后由的生物化学家(H.A.Krebs)综合,提出了生物呼吸作用最后产生CO2和H2O及(ATP)的。在此期间还有许多科学家研究了脂肪和等的代谢以及糖、脂肪及蛋白质在代谢中相互转化和它们的等。这些过程均是在酶的催化下完成的。
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是存在于(主要为植物,但有的也存在于动物)中的一类含氮的碱性,有似碱的性质,所以过去又称为赝碱。大多数有复杂的环状结构,氮素多包含在环内,有显著的,是中草药中重要的有效成分之一。具有。有些不含碱性而来源于植物的含氮有机化合物,有明显的生物活性,故仍包括在生物碱的范围内。而有些来源于天然的含氮有机化合物,如某些、、类,习惯上又不属于“&。拉丁学名alkaloid界植物界水溶性难溶于水酸碱性碱性
已知生物碱种类很多,约在10,000种左右,有一些还没有完全确定。它们结构比较复杂,可分为59种类型。随着新的生物碱的发现,分类也将随之而更新。由于生物碱的种类很多,各具有不同的结构式,因此彼此间的性质会有所差异。但生物碱均为含氮的,总有些相似的性质,因为在其的途径中是起始物,主要有、、苯丙氨酸、组氨酸、等,主要经历两种反应类类型:环合反应和——键的,所以总有些性质相似。
生物碱具环状结构,难溶于水,与酸可以形成盐,有一定的和吸收光谱,大多有苦味。呈无色结晶状,少数为液体。生物碱有几千种,由不同的氨基酸或其直接合成而来,是次级代谢物之一,对生物机体有毒性或强烈的生理作用。大多数生物碱是形固体;有些是非结晶形粉末;还有少数在常温时为液体,如(Nicotine)(Coniine)等。按照生物碱的基本结构,已可分为60类左右[1]。下面介绍一些主要类型:有机胺类(、、秋水仙碱)、吡咯烷类(古豆碱、碱、碱)、吡啶类(菸碱、槟榔碱、碱)、异喹啉类(、吗啡、)、吲哚类(、、麦角新碱)、莨菪烷类(、)、咪唑类()、喹唑酮类()、嘌呤类(、茶碱)、甾体类(、、碱)、二萜类(、碱)、其它类(加兰他敏、碱)。一般为无色。只有少数带有颜色,例如小檗碱(Berberine)、(Magnoflorine)、(Serpentine)等均为黄色。不论生物碱本身或其盐类,多具苦味,有些味极苦而辛辣,还有些刺激唇舌的焦灼感。大多呈。但也有呈反应的,如秋水仙碱;也有呈反应的,如和可可豆碱;也有呈两性反应的,如(Morphine)和(Arecaadine)。大多数生物碱均几乎不溶或难溶于水。能溶于、、、、等有机溶剂。也能溶于稀酸的水溶液而成盐类。生物碱的盐类大多溶于水。但也有不少例外,如麻黄碱(Ephedrine)可溶于水,也能溶于有机溶剂。又如烟碱、(Ergonovine)等在水中也有较大的溶解度。大多数生物碱含有,有旋光性,多数呈左旋光性。只有少数生物碱,分子中没有不对称碳原子,如那碎因(Narceine)则无旋光性。还有少数生物碱,如烟碱,(Hydrastine)等在中性中呈左旋性,在溶液中则变为右旋性。在常压时绝大多数生物碱均无性。直接加热先熔融,继被分解;也可能熔融而同时分解。只有在高度真空下才能因加热而有现象。但也有些例外,如麻黄碱,在常压下也有挥发性;在常压时加热至180℃以上,即升华而不分解。生物碱大都用于医药治疗及研究。少数品种用于分析[如白路新(Brucine)测定硝酸盐]或作为对比样品。 生物碱一般性质较稳定,在贮存上除避光外,不需特殊贮存保管。(1)绝大多数生物碱分布在,尤其是中,如、、、、、、、等。
(2)极少数生物碱分布在中。
(3)同科同属植物可能含相同的生物碱。
(4)一种植物体内多有数种或数十种生物碱共存,且它们的有相似之处。1.游离碱:碱性极弱,以游离的形式存在。
2.盐类:与其成盐的有机酸有:柠檬酸、酒石酸等;特殊的酸类:乌头酸、绿原酸等;无机酸:硫酸、盐酸等。
3.苷类:以苷的形式存在于植物中。
4.酰胺:如秋水仙碱、喜树碱等。
5.N-氧化物:植物体中的氮氧化物约一百余种。
此外,还有氮杂缩醛类、烯胺、亚胺等。
生物碱的常见结构类型
这一部分内容需要结合后面的重点中药(如、、、、、、等)中所含的生物碱的结构类型去掌握。重要类型包括:
类:主要是喹喏里西啶类(苦参所含生物碱,如苦参碱)。
莨菪烷类:洋金花所含生物碱,如莨菪碱。
类:主要有苄基异喹啉类(如)、双苄基异喹啉类(汉防己所含生物碱,如)、原小檗碱类(黄连所含生物碱,如小檗碱)和吗啡类(如吗啡、)。
类:主要有吲哚类(如)、单萜吲哚类(马钱子所含生物碱,如士的宁)、二聚吲哚类(如、长春新碱)。
萜类:乌头所含生物碱(如乌头碱)、。
甾体:贝母碱
有机胺类:麻黄所含生物碱,如麻黄碱、。
生物碱的物理性质
这一部分内容需要重点掌握某些生物碱特殊的物理性质,主要包括:
液体生物碱:烟碱、槟榔碱、。
具挥发性的生物碱:麻黄碱、伪麻黄碱。
具升华性的生物碱:
具甜味的生物碱:甜菜碱
有颜色的生物碱:小檗碱、蛇根碱、小檗红碱。
另外需注意生物碱的旋光性受多种因素的影响,如溶剂、pH值、生物碱存在状态等。同时生物碱的旋光性影响其生理活性,通常左旋体的生理活性强于右旋体。
苦参生物碱的结构类型、其理化性质和提取分离方法
(1)结构类型
苦参所含生物碱主要是苦参碱和。此外还含有苦参碱、N-甲基、安那吉碱、巴普叶碱和去氢苦参碱(苦参烯碱)等。这些生物碱都属于喹喏里西啶类衍生物。除N-甲基金雀花碱外,均由两个哌啶环共用一个氮原子稠合而成。分子中均有2个氮原子,一个是叔胺氮,一个是氮。
(2)理化性质
:苦参中所含生物碱均有两个氮原子。一个为叔胺氮(N-1),呈碱性;另一个为酰胺氮(N-16),几乎不显碱性,所以它们只相当于。苦参碱和氧化苦参碱的碱性比较强。
溶解性:苦参碱的溶解性比较特殊,不同于一般的叔胺碱,它既可溶于水,又能溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂。氧化苦参碱是苦参碱的氮氧化物,具半极性配位键,其比苦参碱更强,易溶于水,难溶于乙醚,但可溶于氯仿。
极性:苦参生物碱的极性大小顺序是:氧化苦参碱&羟基苦参碱&苦参碱。
(3)提取分离
苦参以稀酸水渗漉,酸水提取液通过提取总生物碱。苦参碱和氧化苦参碱的分离,利用二者在乙醚中的溶解度不同进行。有些生物碱能和某些试剂反应生成特殊的颜色,叫做显色反应,常用于鉴识某种生物碱。但显色反应受生物碱纯度的影响很大,生物碱愈纯,颜色愈明显。常用的显色剂有:
1、矾酸铵-浓硫酸溶液(Mandelin试剂)为1%矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色,可待因显蓝色,士的宁显紫色到红色。
2、钼酸铵-浓硫酸溶液(Frohde试剂)为1%钼酸钠或钼酸铵的浓硫酸溶液,如遇乌头碱显黄棕色,小檗碱显棕绿色,阿托品不显色。
3、甲醛-浓硫酸试剂(Marquis试剂)为30%甲醛溶液0.2ml与10ml浓硫酸的混合溶液。如遇吗啡显橙色至紫色,可待因显红色至黄棕色。
4、浓硫酸如遇乌头碱显紫色、小檗碱显绿色,阿托品不显色。
5、浓硝酸如遇小檗碱显棕红色,秋水仙碱显蓝色,咖啡碱不显色。
生物碱的显色反应原理尚不太明了,一般认为是氧化反应、脱水反应、缩合反应或氧化、脱水与缩合的共同反应。其理化性质、鉴别反应和提取分离方法
(1)结构类型
麻黄中含有多种生物碱,以麻黄碱和伪麻黄碱为主,其次是甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。麻黄生物碱分子中的氮原于均在侧链上,属于有机胺类生物碱。麻黄碱和伪麻黄碱属仲胺衍生物,且互为立体异构体,它们的结构区别在于Cl的构型不同。
(2)理化性质
挥发性:麻黄碱和伪麻黄碱的较小,具有挥发性。
碱性:麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱,碱性较强。由于伪麻黄碱的共轭酸与
C2-OH形成分子内氢键稳定性大于麻黄碱,所以伪麻黄碱的碱性强于麻黄碱。
溶解性:由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小,其溶解性与一般生物碱不完全相同,既可溶于水,又可溶于氯仿,但伪麻黄碱在水中的溶解度较麻黄碱小。麻黄碱和伪麻黄碱形成盐以后的溶解性能也不完全相同,如草酸麻黄碱难溶于水,而草酸伪麻黄碱易溶于水;盐酸麻黄碱不溶于氯仿,而可溶于氯仿。
(3)鉴别反应
麻黄碱和伪麻黄碱不能与大数生物碱沉淀发生反应,但可用下述反应鉴别:
二硫化碳-硫酸铜反应
属于仲胺的麻黄碱和伪麻黄碱产生棕色沉淀。属于叔胺的甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和属于的去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱不反应。
铜络盐反应 麻黄碱和伪麻黄碱的水溶液加硫酸铜、氢氧化钠,溶液呈蓝紫色。
(4)提取分离
溶剂法:利用麻黄碱和伪麻黄碱既能溶于水,又能溶于亲脂性有机溶剂的性质,以及麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小的差异,使两者得以分离。方法为麻黄用水提取,水提取液碱化后用萃取,甲苯萃取液流经草酸溶液,由于麻黄碱草酸盐在水中溶解度较小而结晶析出,而伪麻黄碱草酸盐留在中。
水蒸汽蒸馏法:麻黄碱和伪麻黄碱在游离状态时具有挥发性,可用水蒸汽蒸馏法从麻黄中提取。
法:利用生物碱盐能够交换到强酸型柱上,而麻黄碱的碱性较伪麻黄碱弱,先从树脂柱上洗脱下来,从而使两者达到分离。
生物碱类药物(重点在鉴别,N的位置,有哪些电效应)
苯烃胺类(盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱)
氮原子在侧链上,碱性较一般生物碱强,易与酸成盐。
托烷类(硫酸阿托品和)
阿托品和山莨菪碱是由托烷衍生的醇(莨菪醇)和莨菪酸而成,具有酯结构。中,氮原子位于五元酯环上,故碱性也较强,易与酸成盐。
喹啉类(硫酸奎宁和)
奎宁和奎尼丁为喹啉衍生物,其结构分为喹啉环和喹啉碱两个部分,各含一个氮原子,喹啉环含芳香族氮,碱性较弱;喹啉碱微脂环氮,碱性强。
异喹啉类(和磷酸可待因)
吗啡分子中含有酚羟基和叔胺,故属两性化合物,但碱性略强;可待因分子中无酚羟基,仅存在叔胺基团,碱性较吗啡强。
吲哚类(硝酸士的宁和利血平)
士的宁和利血平分子中含有两个碱性强弱不同的氮原子,N1处于碳链上,碱性较N2强,故士的宁碱基与一分子硝酸成盐。
类(咖啡因和茶碱)
咖啡因和茶碱分子结构中含有四和氮原子,但受邻位羰基吸电子的影响,碱性弱,不易与酸结合成盐,其游离碱即供药用。
鉴别试验:特征鉴别反应。
1.双缩脲反应系芳环侧链具有醇结构的特征反应。
盐酸麻黄碱和伪麻黄碱在碱性溶液中与硫酸铜反应,Cu2+与仲胺基形成紫堇色配位化合物,加入乙醚后,无水铜配位化合物及其有2 个结晶水的铜配位化合物进入醚层,呈紫红色,具有4个结晶水的铜配位化合物则溶于水层呈蓝色。
2.Vitali反应系托烷生物碱的特征反应。
硫酸阿托品和氢溴酸山莨菪碱等托烷类药物均显莨菪酸结构反应,与发烟硝酸共热,即得黄色的三硝基(或二硝基)衍生物,冷后,加醇制氢氧化钾少许,即显深紫色。
3.绿奎宁反应系含氧喹啉(喹啉环上含氧)衍生物的特征反应硫酸奎宁和硫酸奎尼丁都显绿奎宁反应,在药物微酸性水溶液中,滴加微过量的溴水或氯水,再加入过量的溶液,即显翠绿色。
4.系吗啡生物碱的特征反应。
取得吗啡,加试液,即显紫堇色。灵敏度为0.05μg. 5.Frohde反应系吗啡生物碱的特征反应。
盐酸吗啡加钼试液0.5ml,即显紫色,继变为蓝色,最后变为棕绿色。灵敏度为0.05μg. 6.官能团反应系吲哚生物碱的特征反应。
利血平结构中吲哚环上的β位氢原子较活泼,能与芳醛缩合显色。
与香草醛反应。利血平与香草醛试液反应,显玫瑰红色。
与对-二甲氨基苯甲醛反应。利血平加对-二氨基苯甲醛,冰醋酸与硫酸,显绿色,再加冰醋酸,转变为红色。
5.紫脲酸反应系黄嘌呤类生物碱的特征反应。
咖啡因和茶碱中加盐酸与氯酸钾,在水浴上蒸干,遇氨气即生成四甲基紫脲酸铵,显紫色,加氢氧化钠试液,紫色即消失。
6.还原反应系盐酸吗啡与磷酸可待因的区分反应。
吗啡具弱还原性。本品水溶液加稀铁氰化钾试液,吗啡被氧化生成伪吗啡,而铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾,再与试液中的三氯化铁反应生成普鲁士蓝。
可待因无还原性,不能还原铁氰化钾,故此反应为吗啡与磷酸可待因的区分反应。
特殊杂质检查
利用药物和杂质在物理性质上的差异。
硫酸奎宁中“氯仿-乙醇中不溶物”的检查盐酸吗啡中“其它生物碱”的检查旋光性的差异:用于硫酸阿托品中“莨菪碱”的检查对光选择性吸收的差异:利血平生产或储存过程中,光照和有氧存在下均易氧化变质,氧化产物发出荧光。因此规定:供试品置紫外光灯(365nm)下检视,不得显明显荧光。
吸附性质的差异:硫酸奎宁制备过程中可能存在“其它碱”。利用吸附性质的差异,采用薄层进行检查。规定限度为0.5%.利用药物和杂质和化学性质上的差异。
与一定试剂反应产生沉淀硫酸阿托品制备过程中可能带入(如莨菪碱、)杂质,因此需要检查“其它生物碱”。利用其它生物碱碱性弱于阿托品的性质,取供试品的盐酸水溶液,加入氨试液,立即游离,发生浑浊。规定0.25g药物中不得发生浑浊。
与一定试剂产生颜色反应:
① 盐酸吗啡中阿扑吗啡的检查。
② 盐酸吗啡中罂粟碱的检查。
③可待因中吗啡的检查。
④ 硝酸士的宁中马钱子碱的检查含量测定非水溶液滴定法:
生物碱类药物一般具有,通常可在冰醋酸或醋酐等酸性溶液中,用高氯酸滴定液直接滴定,以指示剂或确定终点。
⑴ 氢卤酸盐的滴定:
在滴定生物碱的氢卤酸盐时,一般均预先在冰醋酸中加入醋酸汞的,使氢卤酸生成在冰醋酸中难解离的卤化汞,从而消除氢卤酸对滴定反应的不良影响。
加入的醋酸汞量不足时,可影响滴定终点而使结果偏低,过量的醋酸汞(理论量的1~3倍)并不影响测定的结果。
⑵的测定:
硫酸为二元酸,在水溶液中能完成二级电离,生成SO42-,但在冰醋酸介质中,只能离解为HSO4-,不再发生二级离解。因此,生物碱的硫酸盐,在冰醋酸的介质中只能被滴定至生物碱的硫酸氢盐。
硫酸阿托品的含量测定。溶剂:冰醋酸和醋酐,指示剂:结晶紫,滴定液:高氯酸。至溶液显纯蓝色。
硫酸奎宁的含量测定。1的硫酸奎宁可消耗3摩尔的高氯酸。
硫酸奎宁片的含量测定。硫酸奎宁经强碱溶液碱化,生成奎宁游离碱,在与高氯酸反应,因此1摩尔的硫酸奎宁可消耗4摩尔的高氯酸。
⑶ 硝酸盐的测定:
硝酸在冰醋酸介质中虽为弱酸,但是他具有氧化性,可以使指示剂变色,所有采用非水溶液滴定法测定生物碱硝酸盐时,一般不用指示剂而用电位法指示终点。
如硝酸士的宁。
⑷的测定:
磷酸在冰醋酸介质中的酸性极弱,不影响滴定反应的定量完成,可按常法测定。
磷酸可待因。
提取中和法提取中和法是根据生物碱盐类能溶于水而生物碱不溶于水的特性,可以采用有机溶剂提取后测定。
碱化、提取、滴定
按下列任何一种方法处理后测定
① 将有机溶剂蒸干,于中加定量过量的酸滴定液使溶解,再用碱滴定液回滴剩余的酸;若生物碱易挥发或分解,应在蒸至近干时,先加入酸滴定液“固定”生物碱,再继续加热除去残余的有机溶剂,放冷后完成滴定。
② 将有机溶剂蒸干,于残渣中加少量中性乙醇使溶解,任何用酸滴定液直接滴定。
③ 不蒸去有机溶剂,而直接于其中加定量过量的酸滴定液,振摇,将生物碱转提入酸液中,分出酸液置另一锥形瓶中,有机溶剂层再用水分次振摇提取,合并水提取液和酸液,最后用碱滴定液回滴定。
测定条件的选择能使生物碱游离的碱化试剂有氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钙和氧化镁等。但强碱不适用于下列生物碱类药物的游离:
① 含酯结构的药物,如阿托品和利血平等,与强碱接触,易引起分解。
② 含酚结构的药物,如吗啡,可与强碱形成酚盐而溶于水,难以被有机溶剂提取。
③ 含脂肪性共存物的药物,当有脂肪性物质与生物碱共存时,碱化后易发生乳化,使提取不完全。作者: 杨秀伟 定价:80.00 元
出版社:出版日期: 2005年05月
ISBN: 7- 开本: 16 开
类别: 有机化学化工,生物化学化工,医药农化 页数: 480 页
本书是《实用天然产物手册》中的一本。由于生物碱类天然产物具有生物来源多样性、化学结构多样性和生物活性多样性的特点,因此在全世界备受重视。
本书总结了国内外有生物活性天然生物碱研究的成果,集历史性、系统性和先进性于一体。全书共收录了700多种天然生物碱,分为吡咯类生物碱、莨菪烷类生物碱、哌啶类生物碱、喹啉和喹诺酮类生物碱、吖啶酮类生物碱、喹唑啉类生物碱、咪唑类生物碱、异喹啉类生物碱、吲哚类生物碱、嘌呤及黄嘌呤类生物碱、大环类生物碱、萜类生物碱、甾类生物碱、有机胺类生物碱等十几大类,每种生物碱项下包括异名、结构式、分子式、相对分子质量、理化常数及谱学数据、来源、分析方法、生物活性与毒性、临床与实用价值、参考文献等内容。
A吡咯类生物碱
Aa简单吡咯烷类生物碱
Ab吡咯里西啶类生物碱
Ac其他吡咯类生物碱
B莨菪烷类生物碱
C哌啶类生物碱
Ca哌啶和吡啶类生物碱
Cb吲哚里西啶类生物碱
Cc喹诺里西啶类生物碱
Cd其他哌啶类生物碱
D喹啉和喹诺酮类生物碱
Da简单喹啉类生物碱
Db喹诺酮类生物碱
E吖啶酮类生物碱
F喹唑啉类生物碱
G咪唑类生物碱
H异喹啉类生物碱
Ha简单异喹啉类生物碱
Hb苄基异喹啉类生物碱
Hc苯酞异喹啉类生物碱
Hd双苄基异喹啉类生物碱
He阿普菲类生物碱
Hf原小檗碱类生物碱
Hg普托品类生物碱
Hh苯并菲啶类生物碱
Hi吗啡类生物碱
Hj萘基异喹啉类生物碱
Hk其他异喹啉类生物碱
I吲哚类生物碱
Ia单吲哚类生物碱
Ib色胺吲哚类生物碱
Ic半萜吲哚类生物碱
Id单萜吲哚类生物碱
Ie二聚吲哚类生物碱
J嘌呤及黄嘌呤类生物碱
K大环类生物碱
L萜类生物碱
La单萜类生物碱
Lb倍半萜类生物碱
Lc二萜类生物碱
Ld三萜类生物碱
M甾类生物碱
Ma孕甾体类生物碱
Mb环孕甾烷类生物碱
Mc胆甾烷类生物碱
Md异甾体类生物碱
N有机胺类生物碱
Na伯胺类生物碱
Nb仲胺类生物碱
Nc叔胺类生物碱
Nd季铵盐类生物碱
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