Sinh tổng hợp tinh bột là gì?

Tinh bột là một loại polymer được gọi là polysacarit bao gồm các chuỗi phân tử glucose và được tổng hợp với số lượng tương đối lớn bởi thực vật.Glucose là một loại đường đơn giản mdash;hoặc sacarit mdash;Được biết đến như một monosacarit.Polysacarit được xây dựng từ nhiều đơn vị monosacarit, có thể hàng ngàn người, đã kết hợp với nhau.Sinh tổng hợp tinh bột trong thực vật bắt đầu với các loại đường được sản xuất bởi quá trình quang hợp và liên quan đến một số enzyme, hoặc chất xúc tác hữu cơ. Hai loại tinh bột được sản xuất bởi thực vật.Amyloza bao gồm các chuỗi phân tử glucose không có phân nhánh, hoặc glucans, thường là số lượng từ 1.000 đến 4.400.Trong amylopectin, các chuỗi có nhiều mục và thường chứa từ 10.000 đến 100.000 glucans.Khoảng 70% tinh bột ở hầu hết các loài thực vật ở dạng amylopectin, nhưng điều này có thể thay đổi phần nào giữa các loài khác nhau.Thực vật lưu trữ tinh bột dưới dạng các hạt trong các tế bào. Sinh tổng hợp tinh bột diễn ra trong amyloplast và cũng ở một mức độ nào đó trong lục lạp.Đây là cả hai loại plastid mdash;Các cơ quan trong tế bào thực vật thực hiện các chức năng chuyên dụng.Chúng được cho là có nguồn gốc là tảo xanh lục cộng sinh được kết hợp vào các tế bào ở giai đoạn đầu trong quá trình tiến hóa của thực vật.Trong các plastid này, các phân tử tinh bột được lắp ráp từ các khối xây dựng glucose.Glucose xuất hiện dưới dạng hợp chất glucose-phosphate là một sản phẩm gián tiếp của quá trình quang hợp. Các phân tử glucose có các nhóm hydroxyl (OH) liên kết với các nguyên tử carbon.Các đơn vị glucose liên kết với nhau khi một nguyên tử hydro được loại bỏ khỏi một nhóm hydroxyl trên một phân tử glucose và toàn bộ nhóm hydroxyl được loại bỏ khỏi một nhóm khác, có hiệu lực loại bỏ nước (H

2

O).Nguyên tử oxy còn lại từ một phân tử sau đó liên kết với nguyên tử carbon mà từ đó nhóm hydroxyl đã được loại bỏ trên phần kia mdash;Phản ứng có thể được biểu diễn dưới dạng: R-OH + HO-R Rarr;R-O-R + H 2

O, trong đó R là viết tắt của phần còn lại của phân tử glucose.Theo cách này, các chuỗi phân tử glucose dài được xây dựng.Loại liên kết này giữa các phân tử sacarit được gọi là liên kết glycosid.liên quan đến một số enzyme mdash;nhưng có thể được tóm tắt như sau.Quá trình bắt đầu với việc kết hợp glucose-1-phosphate với adenosine triphosphate (ATP) để tạo thành glucose diphosphate adenosine (ADP-glucose), được xúc tác bởi enzyme agpase.ADP-glucose sau đó có thể thêm phân tử glucose của nó vào một phân tử glucose hiện có, tạo thành một liên kết glycosid và do đó, thông qua nhiều lần lặp lại của quá trình này, xây dựng một phân tử amyloza.Phản ứng này được xúc tác bởi các enzyme synthase tinh bột.Amylopectin được hình thành bởi tác dụng của các enzyme phân nhánh tinh bột (SBEs) tạo ra các liên kết giữa các chuỗi phân tử glucose hiện có để tạo ra một polymer phân nhánh. Mục đích sinh tổng hợp tinh bột trong thực vật là cung cấp một kho năng lượng.Glucose, được sản xuất bởi quá trình quang hợp, cung cấp cho nhu cầu năng lượng ngay lập tức, nhưng dự trữ năng lượng sẽ được sử dụng khi các điều kiện ngăn chặn sự tổng hợp glucose đủ có giá trị sống sót rõ ràng.Nhiều cây đã phát triển để lưu trữ một lượng lớn tinh bột trong củ;Trong khoai tây, ví dụ, 60-80% trọng lượng khô bao gồm tinh bột.Kể từ năm 2011, có một lượng đáng kể nghiên cứu đang được tiến hành trong sinh tổng hợp tinh bột ở thực vật, nhằm tăng sản xuất tinh bột của một số loại cây lương thực.