Mi a keményítői bioszintézis?

A keményítő egy olyan poliszacharid néven ismert polimer, amely glükózmolekulák láncaiból áll, és a növények viszonylag nagy mennyiségben szintetizálják.A glükóz egy egyszerű típusú cukor és mdash;vagy szacharid mdash;monoszacharid néven ismert.A poliszacharidok sok monoszacharid egységből készülnek, esetleg több ezerből, összekapcsolva.A keményítő bioszintézise a növényekben a fotoszintézis által előállított cukrokkal kezdődik, és számos enzimet vagy szerves katalizátort foglal magában.

Kétféle keményítőt termelnek a növények.Az amilóz leginkább a glükózmolekulák vagy glükánok elágazó láncaiból áll, jellemzően 1000–4400.Az amilopektinben a láncok többrétegűek és általában 10 000 és 100 000 glükánt tartalmaznak.A legtöbb növényben a keményítő kb. 70% -a amilopektin formájában van, de ez kissé eltérő lehet a különböző fajok között.A növények a keményítőt granulátum formájában tárolják a sejtekben.

A keményítő bioszintézisének amiloplasztokban és bizonyos mértékben kloroplasztokban zajlik.Mindkettő plasztidok típusa és mdash;A növényi cellán belüli testek, amelyek speciális funkciókat látnak el.Úgy gondolják, hogy szimbiotikus kék-zöld algákként származnak, amelyeket a növények fejlődésének korai szakaszában beépítettek a sejtekbe.Ezekben a plasztidokban a keményítőmolekulákat glükóz építőelemekből szerelik össze.A glükóz olyan glükóz-foszfátvegyület formájában érkezik, amely a fotoszintézis közvetett terméke.A glükóz egységek összekapcsolódnak, ha egy hidrogénatomot eltávolítanak egy glükózmolekulán egy hidroxilcsoportból, és egy egész hidroxilcsoportot eltávolítanak a másikból, valójában a víz eltávolítását (H

2

O).Az egyik molekulából a fennmaradó oxigénatomot a szénatomhoz kötik, ahonnan a hidroxilcsoportot a másikon eltávolítottuk;A reakció ábrázolható: r-OH + ho-r rarr;R-O-R + H ₂ o, ahol R a glükózmolekula többi részén áll.Ilyen módon a hosszú glükózmolekulák láncai épülnek fel.A szacharid -molekulák közötti ilyen típusú kötés glikozidkötésnek nevezhető. A folyamat részletei azonban bonyolultabbak, mint ez mdash;számos enzim bevonása mdash;de összefoglalható az alábbiak szerint.A folyamat a glükóz-1-foszfát és az adenozin-trifoszfát (ATP) kombinációjával kezdődik, és adenozin-difoszfát-glükózt (ADP-glükóz) képez, az agpáz enzim által katalizálva.Az ADP-glükóz ezután hozzáadhatja glükózmolekuláját egy meglévő glükózmolekulához, glikozidkötést képezve, és így ennek a folyamatnak a sok ismétlése révén amilóz-molekulát épít fel.Ezt a reakciót keményítő -szintáz enzimek katalizálják.Az amilopektint a keményítő elágazó enzimek (SBE) hatására képződik, amelyek kapcsolatba lépnek a meglévő glükózmolekulák láncai között, hogy elágazó polimert hozzanak létre.A fotoszintézis által előállított glükóz azonnali energiaigényt biztosít, de az energiatartalék felhasználható, ha a feltételek megakadályozzák a megfelelő glükóz szintézisét egyértelmű túlélési értékkel.Számos növény fejlődött, hogy nagy mennyiségű keményítőt tároljon a gumókban;A burgonyában például a száraz súly 60-80% -a keményítőből áll.2011 -től jelentős mennyiségű kutatás folyik a növények keményítő bioszintézisében, azzal a céllal, hogy növeljék bizonyos élelmiszer -növények keményítőtermelését.