茶树中的嘌呤碱代谢

1、茶树中的嘌呤碱代谢茶树中的嘌呤碱代谢茶树中的生物碱 茶树中的生物碱以茶树中的生物碱以嘌呤碱嘌呤碱为主，而嘌呤碱中又以为主，而嘌呤碱中又以咖啡碱咖啡碱为主体成分。为主体成分。 咖啡碱为茶树的特征性成分之一。咖啡碱为茶树的特征性成分之一。茶树中的咖啡碱代谢 一、茶树体内咖啡碱的结构和性质一、茶树体内咖啡碱的结构和性质 二、茶树体内咖啡碱的分布二、茶树体内咖啡碱的分布 三、茶树体内咖啡碱的生物合成三、茶树体内咖啡碱的生物合成 四、茶树体内咖啡碱的分解四、茶树体内咖啡碱的分解一、茶树体内咖啡碱的结构和性质一、茶树体内咖啡碱的结构和性质（1 1）结构）结构 化学式：化学式：C C8 8H H1010N

2、N4 4O O2 2 结构式：结构式：（2 2）性质）性质 咖啡碱是具有绢丝光泽的白色针状结晶体，失去咖啡碱是具有绢丝光泽的白色针状结晶体，失去结晶水后成白色粉末。无臭，有苦味。结晶水后成白色粉末。无臭，有苦味。 茶叶中咖啡碱的含量一般在茶叶中咖啡碱的含量一般在2%4%2%4%左右。左右。 咖啡碱是茶叶重要的滋味物质，其与咖啡碱是茶叶重要的滋味物质，其与茶黄素茶黄素以氢以氢键缔合后形成的复合物具有键缔合后形成的复合物具有鲜爽味鲜爽味，因此，茶叶，因此，茶叶咖啡碱含量也常被看作是影响茶叶质量的一个重咖啡碱含量也常被看作是影响茶叶质量的一个重要因素。要因素。二、茶树体内咖啡碱的分布1、咖啡碱广泛地

3、分布在茶树体内，但各部位的含、咖啡碱广泛地分布在茶树体内，但各部位的含量，量，差异很大差异很大。2、除种子外，其它各部位均含有咖啡碱。、除种子外，其它各部位均含有咖啡碱。3、并比较集中地分布在新梢部位，以、并比较集中地分布在新梢部位，以叶部最多叶部最多，茎梗中较少，花果中更少。茎梗中较少，花果中更少。4、咖啡碱是比较集中地分布在、咖啡碱是比较集中地分布在新梢部位新梢部位，但新梢，但新梢中各部位的含量又不相同。以嫩的芽叶含量最多，中各部位的含量又不相同。以嫩的芽叶含量最多，老叶最少。老叶最少。5、咖啡碱在新梢中的含量是、咖啡碱在新梢中的含量是随芽叶的老化而减少随芽叶的老化而减少，因此咖啡碱能作为

4、茶叶老嫩度的标志成分之一。因此咖啡碱能作为茶叶老嫩度的标志成分之一。三、茶树体内咖啡碱的生物合成 （一）咖啡碱生物合成部位（一）咖啡碱生物合成部位 （二）咖啡碱生物合成中嘌呤环的来源及嘌呤环（二）咖啡碱生物合成中嘌呤环的来源及嘌呤环的甲基化的甲基化 （三）茶树体内的嘌呤合成代谢与咖啡碱生物的（三）茶树体内的嘌呤合成代谢与咖啡碱生物的合成途径合成途径 （四）咖啡碱生物合成中的重要酶（四）咖啡碱生物合成中的重要酶 （一）咖啡碱生物合成部位 咖啡碱是在茶树幼嫩叶片中进行生物合成的，而在茎、根与子叶中合成能力能低甚至没有，而茶花中亦能合成咖啡碱。 细胞中的合成部位则是在叶绿体中，在叶绿体中含有咖啡碱生

5、物合成所需的酶类。（二）咖啡碱生物合成中嘌呤环的来源及嘌（二）咖啡碱生物合成中嘌呤环的来源及嘌呤环的甲基化呤环的甲基化1 1、咖啡碱的结构特点是、咖啡碱的结构特点是黄嘌呤黄嘌呤，在，在1 1，3 3，7 7位置的位置的N N上连接上连接3 3个甲基，生物合成中，一需要嘌呤环的个甲基，生物合成中，一需要嘌呤环的来源，二需要甲基供体。来源，二需要甲基供体。2 2、茶树中咖啡碱生物合成的嘌呤环：既可来自甘氨、茶树中咖啡碱生物合成的嘌呤环：既可来自甘氨酸、谷酰胺、甲酸盐和酸、谷酰胺、甲酸盐和COCO2 2的直接合成，又可来自的直接合成，又可来自核酸代谢的核苷酸代谢库中的嘌呤，其中核苷酸核酸代谢的核苷酸

6、代谢库中的嘌呤，其中核苷酸库中腺嘌呤是咖啡碱合成最有效的前体。库中腺嘌呤是咖啡碱合成最有效的前体。3 3、咖啡碱合成中的甲基主要来源：、咖啡碱合成中的甲基主要来源：S-S-腺苷蛋氨酸，腺苷蛋氨酸，而转甲基作用则依赖于而转甲基作用则依赖于N-N-甲基转移酶的活性。甲基转移酶的活性。（1 1）嘌呤环的生物合成）嘌呤环的生物合成 环中环中C C4 4、C C5 5分别来自甘氨酸中的羧基和分别来自甘氨酸中的羧基和-碳原子；碳原子； C C2 2、C C8 8来自甲酸盐；来自甲酸盐； C C6 6来自来自COCO2 2。 N N1 1来自天冬氨酸来自天冬氨酸; ; N N7 7来自甘氨酸中的氨基；来自甘

7、氨酸中的氨基；N N3 3、N N9 9来自谷氨酰胺；来自谷氨酰胺；（2 2）嘌呤的甲基化）嘌呤的甲基化 1 1）甲基供给体）甲基供给体 咖啡碱中嘌呤环上的直接甲基供体为咖啡碱中嘌呤环上的直接甲基供体为S-S-腺苷腺苷蛋氨酸蛋氨酸，它是由蛋氨酸与，它是由蛋氨酸与ATPATP作用转化而来的。作用转化而来的。2 2）甲基的转移和甲基化顺序）甲基的转移和甲基化顺序 咖啡碱的合成中，嘌呤甲基化的过程，是先由咖啡碱的合成中，嘌呤甲基化的过程，是先由7-7-甲基黄嘌呤甲基黄嘌呤甲基化形成甲基化形成可可碱可可碱（3 3，7-7-二甲基黄嘌二甲基黄嘌呤），再由可可碱甲基化形成咖呤），再由可可碱甲基化形成咖啡碱

8、啡碱。 咖啡碱嘌呤环上的甲基是由咖啡碱嘌呤环上的甲基是由- -腺苷蛋氨酸供给，腺苷蛋氨酸供给，在甲基转移酶的作用下，按在甲基转移酶的作用下，按7 7、3 3、1 1氮原子氮原子位置的位置的先后顺序进行甲基化作用。先后顺序进行甲基化作用。（三）茶树体内的嘌呤合成代谢与咖啡碱生（三）茶树体内的嘌呤合成代谢与咖啡碱生物的合成途径物的合成途径 （四）咖啡碱生物合成中的重要酶 1 1、N-N-甲基转移酶甲基转移酶 2 2、N-N-甲基核苷酶甲基核苷酶 3 3、次黄嘌呤核苷酸脱、次黄嘌呤核苷酸脱氢酶氢酶 4 4、AMPAMP脱氨酶脱氨酶四、茶树体内咖啡碱的分解咖啡碱及其咖啡碱及其他嘌呤碱他嘌呤碱黄嘌呤黄嘌

9、呤尿酸尿酸尿囊素尿囊素尿囊酸尿囊酸尿素尿素CO2咖啡碱的分解途径：咖啡碱的分解途径： （一）嘌呤碱在茶树体内的分解（一）嘌呤碱在茶树体内的分解 咖啡碱的分解咖啡碱的分解与腺嘌呤和鸟嘌呤的分解相类似，与腺嘌呤和鸟嘌呤的分解相类似，都是先脱去环上的基团，变成黄嘌呤。都是先脱去环上的基团，变成黄嘌呤。 所不同的是腺嘌呤和鸟嘌呤脱去的是氨基，而咖所不同的是腺嘌呤和鸟嘌呤脱去的是氨基，而咖啡碱脱去的是甲基，脱下的甲基又可以通过四氢啡碱脱去的是甲基，脱下的甲基又可以通过四氢叶酸载体，在相应酶的作用下，转移到其它的化叶酸载体，在相应酶的作用下，转移到其它的化合物中。合物中。（二）黄嘌呤的分解代谢（二）黄嘌呤的分解代谢 黄嘌呤黄嘌呤会有两种去向，一种是继续分解，另一种会有两种去向，一种是继续分解，另一种也可能又转化为其它嘌呤核苷酸被再利用。也可能又转化为其它嘌呤核苷酸被再利用。 植物体内这类嘌呤碱分解代谢主要发生于植物体内这类嘌呤碱分解代谢主要发生于老叶老叶，分解后生成的尿酸，尿囊素可从叶子中转运出来，分解后生成的尿酸，尿囊素可从叶子中转运出来，