エチレン生合成とは？
エチレンは、化学式C 2 H 4の炭素と水素の化合物です。 これは、主にプラスチックの生産に使用するために、石油化学産業によって巨大な規模で製造される甘い臭いのある無色のガスです。 エチレンは植物によっても生成され、多くの方法で重要な植物プロセスに影響を与えるホルモンとして機能します。 そのような小分子がホルモンとして活性であることは珍しいです。 植物のエチレン生合成は、害虫や病気による攻撃、干ばつ、組織の損傷など、さまざまなストレスに反応して起こります。
植物に対するエチレンの影響は多く、さまざまです。 最もよく知られている効果は、柑橘類ではなく、リンゴ、バナナ、トマトなどのある種の果物の熟成を早めることです。 少なくとも古代エジプト人の時代から、いくつかの果物はあざによってより早く熟すことができることが知られていた。 同じ容器に保管された多数の果実の熟成を促進するために、1つの果物を傷つけるか切るだけでよい場合がよくあります。 エチレンは1901年までこの反応の原因として特定されておらず、植物組織におけるエチレン生合成のプロセスの詳細が明らかにされたのは20世紀後半になってからでした。
エチレンは、ほとんどの植物で花の生産を阻害しますが、種子の発芽を促進し、「三重反応」として知られる興味深い方法で苗の発育に影響を与える可能性があります。先端フックの曲率の増加—茎の先端にある成長中の中心を保護する構造。 エチレンはまた、クロロフィルの破壊、アントシアニンと呼ばれる色素の生成（秋の色に関連する）、および葉の老化と脱落を促進します。 化合物はガスであり、ほとんどのホルモンと同様に、非常に低い濃度で効果的であるため、植物組織を介して容易に拡散する可能性があります。 産業源および自動車エンジンからのエチレンも植物に影響を与える可能性があります。
植物におけるエチレン生合成の出発点は、葉緑体で産生される必須アミノ酸であるメチオニンです。 これはアデノシン三リン酸（ATP）と反応して、SAMシンテターゼと呼ばれる酵素によって触媒されるS-AdoMetとしても知られるS-アデノシル-L-メチオニン（SAM）を生成します。 さらなる反応により、SAMは酵素ACCシンターゼによって触媒される1-アミノ-シクロプロパン-1-カルボン酸（ACC）に変換されます。 最後に、ACCは酸素と反応してエチレン、シアン化水素、二酸化炭素を生成し、酵素ACCオキシダーゼによって触媒されます。 シアン化水素は別の酵素によって無害な化合物に変換されるため、エチレン生合成は有毒な化学物質を放出しません。
ACCシンターゼは、ストレスに応答して植物によって産生され、より多くのACC、したがってより多くのエチレンを産生させます。 ストレスは、害虫や植物の病気による攻撃の形をとるか、干ばつ、寒さ、洪水などの環境要因による可能性があります。 有害な化学物質もストレスにつながり、エチレンの生産につながります。
植物ホルモンのオーキシンは、大量に存在する場合、エチレン生成を刺激します。 2,4-ジクロロフェノキシ酢酸（2,4-D）などのオーキシン系除草剤は、このホルモンの作用を模倣し、多くの植物でエチレン生成を引き起こします。 これらの除草剤の作用の正確なモードは明確ではありませんが、過剰なエチレン生成が感受性種の植物死に関与しているようです。
植物におけるエチレン生合成の目的は、2011年現在、活発な研究分野です。 このホルモンの幅広い効果を考えると、複数の役割を持っている可能性があります。 実生の場合、それは土壌から発育中の実生への抵抗に応じて生産され、成長中の中心を保護するのに役立つ成長反応を引き起こすようです。 また、病害抵抗性に役割を果たす可能性があるという証拠もあります。 実験的研究は、エチレン反応を欠く植物がいくつかの病気により影響を受けやすいことを示唆しています。