次生代谢产物

次生代谢产物是植物在生长和繁殖的核心机制之外产生的化合物——它们并非每个细胞基本生存所必需，但却介导了植物与环境的互动，在防御、信号传导和保护中发挥作用。其中许多是具有药理活性的成分，使植物成为药物的来源。

Definition

次生代谢产物是植物产生的有机化合物，它们不直接参与正常的生长、发育或繁殖，但通常具有生态作用，并常具有药学上感兴趣的生物活性。

Scope

本主题涵盖植物次生（特化）代谢的概念，它与初生代谢的区别，组织主要化合物类别的生物合成起源，以及这些分子为何在天然产物生药学中占据核心地位。它是关于植物化学的参考资料，而非临床指导。

Core questions

• 次生代谢与初生代谢有何区别？
• 次生代谢产物的主要类别源自哪些生物合成途径？
• 为何次生代谢产物作为药物先导化合物具有不成比例的重要性？

Key concepts

• 初生代谢与次生代谢
• 生态和防御作用
• 组成型生产与诱导型生产
• 莽草酸、甲羟戊酸、MEP和聚酮化合物途径
• 共享前体产生的化学多样性
• 化学分类学

Mechanisms

次生代谢产物由初生代谢的中间产物——乙酰辅酶A、芳香族氨基酸和异戊二烯单元——通过特异性途径转化而来。莽草酸途径产生酚类和许多生物碱，甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖醇磷酸途径产生萜类化合物，而氨基酸则构成大多数生物碱的骨架。随后的酶促修饰、氧化和结合作用产生了该类化合物广泛的结构多样性。其产生通常受发育调控，并由胁迫或攻击诱导，这与它们在防御和信号传导中的生态作用相符。

Clinical relevance

由于许多药物是次生代谢产物或其衍生物，因此该类别是天然产物药理学的主要来源。本条目解释了植物化学为何能产生药用活性分子；它具有描述性，并非诊断、剂量或治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

此处的证据是化学和生物合成方面的——包括分离研究、途径阐明以及对作为药物来源的天然产物的综述——而非临床试验证据。记录天然产物对已批准药物贡献的综述总结了该领域的实际重要性。

History

植物除了生长所需化合物之外还能产生其他化合物的认识在20世纪逐渐明朗，当时生物合成研究绘制了连接初级中间产物与特化产物的途径。将这些化合物视为具有生态功能而非代谢废物，重塑了人们对其多样性和药理价值的理解。

Seminal works

• newman-2007
• dewick-2009

Frequently asked questions

为什么它们被称为“次生”代谢产物？

该术语将其与细胞基本生命所必需的初生代谢产物区分开来；次生代谢产物并非每个细胞生存所必需，但具有特化功能，通常是生态功能。

次生代谢产物与天然产物是同一回事吗？

在生药学中，这两个术语高度重叠：大多数药学上感兴趣的植物“天然产物”都是次生代谢产物，尽管更广泛的天然产物领域也包括来自微生物和其他生物的化合物。