Биосинтез полисахаридов растений

Биосинтез полисахаридов растений. Избыток моносахаридов, образующихся в процессе фотосинтеза, используется растениями для синтеза крахмала и целлюлозы — главных растительных полисахаридов. Синтез крахмала в растениях катализируется несколькими ферментами крахмал-синтетазами) и протекает с участием затравки декстрина, содержащего четыре и более остатков глюкозы. Источником глюкозы является АДФ-глюкоза (реже — УДФ-глюкоза) [c.423]

Биосинтез полисахаридов растений [c.26]

Полисахариды. В растениях полисахариды участвуют в образовании клеточной стенки (структурные полисахариды) и, кроме того, используются для создания запаса связанного углерода и энергии (резервные полисахариды). Структурные полисахариды формируют срединную пластинку, первичную и вторичные стенки, различающиеся функциональным назначением, строением и составом. Клеточная стенка является природным полимерным композиционным материалом, в котором полимерная дисперсная фаза - микрофибриллы распределена в полимерной дисперсионной среде - углеводной матрице (матриксе). Следовательно, при биосинтезе полисахаридов должна одновременно закладываться и структура клеточной стенки. [c.334]

Механизм биосинтеза полисахаридов в растении до настоящего времени остается до конца не изученным. Известно, что полисахариды синтезируются в растениях путем последовательных реакций трансгликозилирования, в которых участвует большое число молекул-доноров гликозильных остатков и молекула акцептора, часто называемая затравкой. Молекула затравки удлиняется путем последовательного переноса гликозильных остатков от молекул-доноров к одному концу молекулы-затравки. Суммарную реакцию этого процесса можно показать следующим уравнением [c.27]

Основным запасным полисахаридом в растениях является крахмал, образующийся в пластидах (хлоропластах или аминопластах) в виде крахмальных зерен диаметром от 1 до 100 мкм. Биосинтез крахмала проходит в две ступени сначала образуется амилоза, а затем на ее основе осуществляется синтез амилопектина. Крахмал на длительный период накапливается в семенах, где используется при их прорастании. Обычно же он концентрируется в листьях в период активного фотосинтеза, после которого ферментами переводится в удобную для транспортных целей сахарозу. [c.338]

Изучение природы и механизмов фотосинтеза, а также биосинтеза химических компонентов растений — фундаментальная научная проблема, поэтому целесообразно рассмотреть некоторые аспекты, связанные с биосинтезом ГМЦ. Строение и свойства полисахаридов растительных материалов, включая ГМЦ, весьма сходны, и их биосинтез протекает по схеме, характерной для всего [c.22]

Т. играет важную роль в процессе обмена углеводов в тканях животных, растений и у микроорганизмов, являясь основным путем как биосинтеза, так и распада олиго- и полисахаридов в биологических системах. [c.120]

В тканях животного организма, а также у микроорганизмов и высших растений найдены все три типа реакций переноса гликозильных групп, являющихся разными путями биосинтеза олиго- и полисахаридов остается неразрешенным вопрос о том, какая из групп ферментов имеет наибольшее значение в данном организме или ткани. Тем не менее имеющиеся данные представляют интерес. [c.74]

Нарушения процессов биосинтеза (анаболизм) при попадании химических средств защиты растений в почву почти не имеют значения. Они заслуживают внимания только в той мере, в которой продукты обмена веществ микроорганизмов (например, фенолы как предшественники гуминовых веществ, органические кислоты как хелатирующие вещества, полисахариды как структурообразующие связующие материалы) оказывают влияние на физические и химические свойства почв. Тем не менее следует иметь в виду, что продолжительное действие фунгицидов на почвенные микроорганизмы приводит к снижению жизнеспособности клеток и задерживает накопление новой биомассы. [c.51]

В свободном виде оксикоричные кислоты в растениях обычно не накапливаются. Часть из них оказывается вовлеченной в процессы биосинтеза лигнина и флавоноидов. Другая часть - вступает во взаимодействие с сахарами, полисахаридами клеточных стенок, ациклическими и алициклическими кислотами, терпенами, аминами, алка юи-дами и некоторыми другими веществами. Они образуют многочисленный ряд производных оксикоричных кислот. [c.110]

Биосинтез полисахаридов матрицы еще менее изучен, чем биосинтез целлюлозы. Обнаруженные в растениях взаимопревращения НДФ-сахаров позволили предложить схему их возможной биосинтетической связи с полисахаридами (рис. 11.9). Согласно этой схеме, глюкоманнан так же, как и целлюлоза, образуется из гуанозиндифосфатпроизводных, а пектины и остальные гемицеллюлозы - из уридинднфосфатпроизводных. Следует отметить, что при биосинтезе крахмала - резервного полисахарида растений используется АДФ-О-глюкоза. Такое разъединение нуклеозидцифос-фатных производных моносахаридов в общих чертах согласуется с порядком формирования структурных полисахаридов. Пектиновые вещества образуют истинную срединную пластинку, на которую начинают откладываться целлюлозные микрофибриллы, создавая каркас слоев клеточной стенки. Этот каркас покрывается главными цепями макромолекул полиса- [c.337]

Известно, что из молодых тканей растений, особенно в ранние периоды вегетации, можно выделить в небольшом количестве moho-, ди- и трисахариды, присутствие которых связывают с биосинтезом полисахаридов клеточной стенки. Этот вопрос дискутируется в работах [3, 14, 18, 23]. Например, в побегах ели кроме сахарозы и рафинозы обнаружены также следы ксилозы и галактозы [14. [c.25]

Публикаций о биосинтезе и механизме действия ферментов, участвующих в расщеплении ГМЦ, гораздо меньше, чем о целлю-лолитических ферментах. В ферментных системах целлюлазам, продуцированным микроорганизмами, всегда сопутствуют пекти-назы и гемицеллюлазы. На полисахариды растений эти системы действуют комплексно. [c.224]

Однако продукты распада клеточной стенки, стимулируемые вторгающимся патогеном, могут оказаться полезными в качестве самых первых сигналов об опасности, грозящей клеткам растения-хозяина. Клетки, контактирующие с патогеном, обычно синтезируют низкомолекулярные продукты, которые называются фитоалексинами и представляют собой антибиотики, токсичные для определенных патогенных бактерий и грибов. В настоящее время идентифицированы некоторые соединения, ответственные за стимуляцию биосинтеза фитоалексинов растением. Эти вещества, называемые элиситорами, представляют собой короткоцепочечные олигосахариды, образующиеся из полисахаридов клеточной стенки и проявляющие активность при очень низких концентрациях (10 - 10 ° М). Одним из первых хорошо охарактеризованных элиситоров является гепта-Р-глюкозид, выделяющийся из клеточной стенки гриба, поражающего сою (рис. 20-34). Олигосахаридные элиситоры синтеза фитоалексинов могут также продупироваться клеточной стенкой растений. В этом случае они представляют собой фрагменты пектинового скелета, построенного из остатков галактуроновой кислоты, которые высвобождаются из клеточной стенки растения при действии ферментов, секретируемых либо внедряющимся патогеном, либо в некоторых случаях ферментами растительной клетки, активированными при повреждении. [c.410]

Биологическая роль. Ф-ции углеводов в живых организмах чрезвычайно многообразны. В растениях моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными соед. для биосинтеза гликозидов и полисахаридов, а также др. классов в-в (аминокислот, жирных к-т, фенолов и др.). Эти превращения осуществляются ферментами, субстратами для к-рых служат, как правило, богатые энергией фос-форилир. производные сахаров, гл. обр. нуклеозиддифосфат-сахара. [c.23]

Таким образом, растения при фотосинтезе запасают энергию и связывают углерод в виде D-фруктозо-б-фосфата, из которого затем синтезируют сахарозу и крахмал. Сахароза хорошо растворяется в воде и транспортируется в различные части растения, крахмал используется в качестве резервного полисахарида. Сахароза и крахмал легко гидролизуются, образующиеся при этом D-глюкоза и D-фруктоза служат исходньпки материалами для биосинтеза других моно-, олиго- и полисахаридов. D-Глюкоза и D-фруктоза подвергаются также расщеплению и окислению с выделением необходимой для жизнедеятельности растения энергии и образованием промежуточных соединений для последующего биосинтеза (ацетилкофермент А, D-эpитpoзo-4-фo фaт, фосфоенолпировиноградная кислота, рибозо-5-фосфат). На основе этих веществ растения синтезируют многочисленные представители различных классов соединений (лигнины, липиды, таннины, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, аминокислоты, терпены, пигменты, алкалоиды, фитогормоны и т.д.). Растительная биомасса является обширным возобновляемым сырьевым источником для производства различных органических материалов и соединений. [c.341]

Каждая живая клетка отделена от окружающей среды тонкой мембраной, которую образует сложная структура из макромолекул липидов и протеинов. Почти все клетки растений в процессе образования накладывают на эту мембрану — илазмолемму — клеточную оболочку, важным компонентом которой являются полисахариды, в том числе и ГМЦ. Процесс образования ГМЦ включает не только этапы биосинтеза макромолекул определенного состава, но и отложение их в определенном месте клеточной оболочки, вступление во взаимную связь с другими биополимерами, возможное влияние на биосинтез других химических компонентов, а также подготовку к выполнению определенной функции в клетке [c.10]

В связи со значительным влиянием биосинтеза на особенности первичной структуры полисахаридов, с ее зависимостью от ботанических, морфологических особенностей строение полисахаридов, формирующих клеточные стенкн растений разных ботанических категорий, целесообразно рассматривать раздельно. Количество полисахаридов ГМЦ в растительных тканях колеблется в широком интервале. Так, известно [101], что древесина североамс риканских и европейских хвойных пород обычно содержит от 5 Д 13% пентозанов, лиственных — от 17 до 32%. По данным, приво димым В. И. Шарковым и Н. И. Куйбиной [107], в древесине про израстающей в СССР ели обыкновенной содержится 8,95% пен у тозанов, в сосне — 7,60, лиственнице — 5,27, кедре — 7.74% [9] [c.81]

По-видимому, надо согласиться с представлением об аморфности нативных ГМЦ, высказанным уже в первых трудах по химии растительных материалов. Проведенные электронно-микро-скоиические исследования подтвердили этот вывод. Аморфность ГМЦ характерна для микрообластей, отдаленных от фибрилл целлюлозы. Сказанное относится к надмолекулярному строению ГМЦ в высших растениях. В некоторых водорослях присутствует (3-1,3-ксилан, который выполняет роль структурного полисахарида, подобно целлюлозе высших растений, и имеет кристаллическую фибриллярную структуру [38, р. 49 24, р. 282]. В водорослях обнаружен также кристаллический маннан. По-видимому, механизм-биосинтеза, а также роль этих полисахаридов отличаются от таковых у ГМЦ высших растений, несмотря на то, что они представлены полисахаридами, содержащими типичные для ГМЦ звенья — ксилозу и манноз . [c.152]

Из-за жестких клеточных стенок растения не могут питаться таким же способом, как животные. Поэтому растениям приходится использовать органические вещества, вырабатываемые их собственными фотосинтезирующими тканями. У зеленых растений фотосинтез происходит в хлоропластах, которые, таким образом, служат постоянным внутреш1им источником питательных веществ (разд 9.3). Органические продукты фотосинтеза могут непосредственно использоваться клетками для различных процессов биосинтеза, могут запасаться в виде осмотически инертных полисахаридов (обычно крахмала) или превращаться в сравнительно низкомолекулярные сахара (как правило, сахарозу), которые транспортируются в другие ткаии растения, например корни, в соответствии с метаболическими нуждами этих тканей. [c.182]

Олигосахариды широко распространены в природе — в животных, растениях и микроорганизмах. Одни из них, по-видимому, являются конечным продуктом биосинтеза, выполняя важные биологические функции, как, йапример, лактоза (молочный сахар) и ее полимеро-гомологи в животных организмах или же сахароза и ее полимергомо-логи в растениях. Другие олигосахариды, не выполняя определенной функции, представляют собой промежуточные продукты при биосинтезе более сложных полисахаридов или же промежуточные продукть4 распада последних. К ним относятся олигосахариды группы мальтозы и целлобиозы. Большинство олигосахаридов служит источником энергии, некоторые из них, как олигосахариды женского молока, выполняют высоко специфические функции, играя, например, важную роль в явлениях иммунитета (см. с. 30). [c.7]

Углеводный обмен — сложная система биосинтеза и распада углеводов в живых организмах, неотъемлемая часть обмена веществ. Начальный этап углеводного обмена автотрофных организмов — биосинтез моносахаридов (у растений — в результате фотосинтеза, у микроорганизмов — хемосинтеза), и их превращение в полисахариды. В организм человека и животных углеводы попадают с пищей. Под действием ферментов слюны сложные углеводы (например, крахмал, гликоген) частично распадаются на декстрины и мальтозу, в небольших количествах на глюкозу. Превращение их в желудке тормозится понижением pH среды до 1,5—1,8. Углеводы перевариванэтся в основном в двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике под действием ферментов поджелудочной железы и кишечного сока. Под действием а-амилазы поджелудочной железы крахмал и декстрины превращаются До мальтозы, которая под действием мальтазы расщепляется до двух молекул глюкозы. р-Галактозидаза (лактаза) кишечного сока расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу, а под действием р-фруктозидазы (сахаразы) образуется глюкоза и фруктоза. [c.208]

Растения сами производят все органические вещества, в которых они нуждаются, посредством фотосинтеза, происходящего в хлоропластах. Продукты фотосинтеза могут непосредственно использоваться клетками для различных нроцессов биосинтеза, могут запасаться в виде осмотически инертного полисахарида (обьгчно крахмала) или превращаться в сравнительно низкомолекулярные сахара (как правило, сахарозу), которые транспортируются в другие ткани растения. [c.412]

Если обратиться к первичному биосинтезу органического вещества, то легко убедиться в том, что первым стабильным соединением, которое образуется в результате фиксации СО2 на рибулозо-1,5-дифосфате, является 3-фосфо-глицериновая кислота. Уже от этого простейшего соединения начинаются цепи реакций, ускоряемых ферментами, в результате которых синтезируются углеводы, аминокислоты, глицерин, высшие жирные кислоты, полиизопреноиды, стеролы и другие соединения. Из аминокислот, СО2 и ЫНз возникают пуриновые и пиримидиновые основания. Следовательно, прямым продолжением первичной фиксации СО2 сразу являются многообразные процессы создания мономеров, из которых далее строятся биополимеры (полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты и т. п.), разнообразные липиды и многие другие органические соединения, входящие в состав растений, животных и микробов. [c.468]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология