什么是淀粉生物合成(Starch Biosynthesis)？

淀粉是一種被稱為多糖的聚合物，由葡萄糖分子鏈組成，由植物大量合成。葡萄糖是一種簡單的糖或糖，稱為單糖。多糖由許多單糖單元組成，可能有數千個，植物的淀粉生物合成始于光合作用產生的糖，并涉及許多酶，淀粉是一種由葡萄糖分...

淀粉是一種被稱為多糖的聚合物，由葡萄糖分子鏈組成，由植物大量合成。葡萄糖是一種簡單的糖或糖，稱為單糖。多糖由許多單糖單元組成，可能有數千個，植物的淀粉生物合成始于光合作用產生的糖，并涉及許多酶，淀粉是一種由葡萄糖分子鏈組成的多糖聚合物植物產生兩種類型的淀粉。直鏈淀粉主要由不分枝的葡萄糖分子鏈或葡聚糖組成，通常數量為1000到4400個。在支鏈淀粉中，這些鏈是多支鏈，通常含有10000到100個，000葡聚糖。大多數植物中約70%的淀粉是支鏈淀粉，但這在不同物種之間可能有所不同。植物以顆粒的形式在細胞內儲存淀粉。淀粉的生物合成發生在淀粉體中，也在一定程度上發生在葉綠體中這兩種質體都是植物細胞內執行特殊功能的體。它們被認為起源于共生的藍綠藻，在植物進化的早期階段被整合到細胞中。在這些質體中，淀粉分子由葡萄糖組成葡萄糖以葡萄糖磷酸化合物的形式出現，這是光合作用的一種間接產物。葡萄糖分子有羥基（OH）基團與碳原子結合。當氫原子從碳原子中移除時，葡萄糖單元結合在一起一個葡萄糖分子上的羥基和另一個分子上的整個羥基被除去，實際上是除去了水（H2O），一個分子上剩余的氧原子與另一個分子上羥基被除去的碳原子結合，反應可以表示為：R-OH+HO-R→R-O-R+H2O，其中R代表葡萄糖分子的其余部分。這樣，葡萄糖分子就形成了長鏈。糖分子之間的這種鍵合被稱為糖苷鍵。然而，過程的細節是，比這更復雜-涉及許多酶-但是可以總結如下：這個過程開始于葡萄糖-1-磷酸和三磷酸腺苷（ATP）結合形成二磷酸腺苷葡萄糖（ADP-葡萄糖），在酶AGPase的催化下，ADP葡萄糖可以將其葡萄糖分子添加到現有的葡萄糖分子中，形成糖苷鍵，因此，通過多次重復這個過程，建立一個直鏈淀粉分子。這個反應是由淀粉合酶催化的。支鏈淀粉是由淀粉支鏈酶（SBEs）的作用形成的，這些支鏈酶在現有的葡萄糖分子鏈之間形成連接，從而形成支鏈聚合物植物淀粉生物合成的目的是提供能量儲存由光合作用產生的葡萄糖提供了直接的能量需求，但是當條件阻止足夠的葡萄糖合成時，所用的能量儲備有明顯的生存價值。許多植物已經進化成在塊莖中儲存大量的淀粉；例如在馬鈴薯中，60-80%的干重是由淀粉組成的2011年，在植物淀粉生物合成方面有大量的研究正在進行，以期提高某些糧食作物的淀粉產量

發表于 2020-08-26 21:05
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分類：科學教育

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