Биосинтез глюкозы и других углеводов из более простых
предшественников является в количественном отношении наиболее
важным биосинтетическим процессом в биосфере.
Растения образуют огромные количества гексоз из углекислого газа и
воды, а гексозы, в свою очередь, превращаются в крахмал, целлюлозу
и другие полисахариды.
Превращение глюкозы в пировиноградную кислоту, катализируемое
ферментами гликолиза (первый этап дыхания), является центральным
путем катаболизма углеводов.
Превращение пировиноградной кислоты в глюкозу является наиболее
важным путем биосинтеза моно и полисахаридов в процессах обмена
веществ в клетке.
В этот центральный биосинтетический путь вливаются два главных
"питающих" пути начинающихся с двух различных наборов неуглеводных
предшественников:
первый состоит из ряда реакций, посредством которых промежуточные
продукты цикла Кребса превращаются в пировиноградную кислоту.
Этот процесс называют глюконеогенезом.
второй состоит из реакций, приводящих к восстановлению углекислого
газа до глюкозы, т.е. реакции цикла Кальвина.
Образование глюкозо-6-фосфата в центральном пути биосинтеза
приводит к последующему появлению:
свободной глюкозы,
запасных полимерных сахаридов (крахмала у растений, гликогена у
грибов, гетеротрофных бактерий и животных организмов),
других моносахаридов и их производных,
дисахаридов и олигосахаридов,
компонентов клеточной стенки и клеточной оболочки (целлюлозы,
ксиланов, муреина, мукополисахаридов).
Синтез полисахаридов происходит в процессе трансгликозидирования,
т.е. реакций переноса гликозидных остатков с участием ферментов
гликозилтрансфераз.
Например, в основе синтеза сахарозы лежат следующие реакции:
АТФ + УДФ (уридиндифосфат) Û УТФ + АДФ
УТФ + глюкозо-1-фосфат Û УДФГ (уридиндифосфатглюкоза) + Н4Р2О7,
УДФГ + фруктоза Û сахароза + УДФ.
Нуклеозиддифосфатсахара играют большую роль в биосинтезе крахмала.
Основная реакция при синтезе крахмала выглядит следующим
образом:
УДФГ + "затравка" (полисахарид из 3-4 остатков глюкозы) ® УДФ +
крахмал
Основной фермент в этой повторяющейся много раз реакции при
создании разветвленной многоцепочечной молекулы крахмала -
крахмалглюкозилтрансфераза.
Часто более активным соединением при синтезе крахмала является не
УДФГ, а АДФГ (адениндифосфатглюкоза).
Углеводы в растительном организме служат основным питательным и
скелетным материалом клеток и тканей растения. В прорастающих
тканях сложные запасные вещества распадаются на более простые.
Процесс распада крахмала на олигосахариды и моносахариды, жиров на
жирные кислоты и глицерин, белков на аминокислоты - относится к
гидролитическому типу и проходит с присоединением воды.
Превращение крахмала по гидролитическому типу в простые сахара
происходит под воздействием фермента амилазы. Количество амилазы в
проростке гораздо выше, чем в покоящемся семени. Осахаривание
крахмала в эндосперме идет до конце только в контакте с растущим
побегом, использующим сахар, образующийся при гидролизе.
Второй путь расщепления крахмала по фосфоролитическому типу
осуществляется под действием фермента фосфорилазы. При этом глюкоза
переносится на неорганический фосфат, в результате чего образуется
глюкозо-1-фосфат, включающийся затем в различные циклы синтеза
углеводов.
Ключевыми звеньями в обмене углеводов являются пировиноградная
кислота и глюкозо-1-фосфат или глюкозо-6-фосфат. Через
пировиноградную кислоту осуществляетсяпереход от метаболизма
углеводов к метаболизму других органических веществ.
Взаимопревращение в растении углеводов.
105
0
2 минуты
Темы:
Понравилась работу? Лайкни ее и оставь свой комментарий!
Для автора это очень важно, это стимулирует его на новое творчество!