Question

植物光合作用形成的初级代谢产物如何进一步转变为萜类，酚类和生物碱？

Answer 1

植物光合作用形成的初级代谢产物可以通过一系列的氧化折叠和还原反应，逐步转变为萜类、酚类和生物碱等次级代谢产物。
其中，萜类的合成有两条途径：甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖磷酸途径，两条途径都合成异戊烯二磷酸（IPP）。甲羟戊酸途径是3个乙酰辅酶A经过聚合反应生成6碳的中间产物，再经过焦磷酸化、脱羧和脱水反应生成IPP。甲基赤藓糖磷酸途径是由糖酵解和光合碳同化的中间产物3-磷酸甘油酸和丙酮酸相互反应，最后生成二甲丙烯二磷酸（DMAPP），IPP和DMAPP都是异构体，两者结合产生牻牛儿二磷酸（GPP），成为单萜的前体。
酚类化合物是由糖类转变为赤藓糖-4-磷酸（E4P）和磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）后进一步合成的，主要有莽草酸途径和丙二酸途径，高等植物主要通过前一种途径合成酚类。莽草酸途径是糖酵解产生的PEP和磷酸戊糖途径产生的E4P作用形成中间产物3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸，进一步环化成重要的中间产物莽草酸，莽草酸再与PEP作用，形成3-烯醇丙酮酸莽草酸-5-磷酸，脱去无机磷，形成分枝酸。分枝酸是莽草酸的重要枢纽物质，它以后的去向分为两个分支：一个分支走向色氨酸，另一个分支是先形成预苯酸，而后再分支，一是形成苯丙氨酸，另一是形成酪氨酸。
生物碱等含氮次级产物是由糖类物质先形成含氮物质，再形成脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸，然后由氨基酸合成的。
总的来说，初级代谢产物的进一步转变是通过一系列复杂的生物化学反应实现的，这些反应涉及到多种酶的参与，其中一些关键酶的基因编码通常在基因组上以簇的形式存在，被称为次级代谢合成基因簇。

Answer 2

植物光合作用产生的糖类物质经过糖酵解过程和TCA循环，产生的丙酮酸、乙酰辅酶A等中间产物，通过一系列的氧化折叠和还原反应，逐步转变为萜类，酚类和生物碱等次级代谢产物，编码这些次级代谢物合成酶的基因一般在基因组上成簇存在，称为次级代谢合成基因簇，研究具体那种次级代谢物的合成需要找到其合成基因簇。