O que é biossíntese de amido?
O amido é um tipo de polímero conhecido como polissacarídeo que consiste em cadeias de moléculas de glicose e é sintetizado em quantidades relativamente grandes pelas plantas. A glicose é um tipo simples de açúcar - ou sacarídeo - conhecido como monossacarídeo. Polissacarídeos são construídos a partir de muitas unidades de monossacarídeos, possivelmente milhares, unidas. A biossíntese de amido nas plantas começa com os açúcares produzidos pela fotossíntese e envolve várias enzimas ou catalisadores orgânicos.
Dois tipos de amido são produzidos pelas plantas. A amilose consiste principalmente de cadeias não ramificadas de moléculas de glicose, ou glucanas, tipicamente de 1.000 a 4.400 em número. Na amilopectina, as cadeias são multi-ramificadas e geralmente contêm entre 10.000 e 100.000 glucanos. Cerca de 70% do amido na maioria das plantas está na forma de amilopectina, mas isso pode variar um pouco entre espécies diferentes. As plantas armazenam amido na forma de grânulos nas células.
A biossíntese de amido ocorre em amiloplastos e também em certa medida em cloroplastos. Esses são os dois tipos de plastídeos - corpos dentro da célula vegetal que desempenham funções especializadas. Acredita-se que eles tenham se originado como algas verde-azul simbióticas que foram incorporadas às células em um estágio inicial da evolução das plantas. Dentro desses plastídeos, as moléculas de amido são montadas a partir de blocos de construção da glicose. A glicose vem na forma de um composto de glicose-fosfato que é um produto indireto da fotossíntese.
Moléculas de glicose têm grupos hidroxila (OH) ligados a átomos de carbono. As unidades de glicose se ligam quando um átomo de hidrogênio é removido de um grupo hidroxila em uma molécula de glicose e um grupo hidroxila inteiro é removido de outra, removendo a água (H2O). O átomo de oxigênio restante de uma molécula se liga ao átomo de carbono do qual o grupo hidroxila foi removido por outro - a reação pode ser representada como: R-OH + HO-R → ROR + H2O, em que R representa o resto da molécula de glicose. Dessa maneira, longas cadeias de moléculas de glicose são formadas. Este tipo de ligação entre moléculas de sacarídeos é conhecido como ligação glicosídica.
Os detalhes do processo são, no entanto, mais complicados do que isso - envolvendo várias enzimas - mas podem ser resumidos da seguinte forma. O processo começa com a combinação de glicose-1-fosfato com adenosina trifosfato (ATP) para formar adenosina difosfato de glicose (ADP-glicose), catalisada pela enzima AGPase. A ADP-glicose pode então adicionar sua molécula de glicose a uma molécula de glicose existente, formando uma ligação glicosídica e, assim, através de muitas repetições desse processo, construindo uma molécula de amilose. Essa reação é catalisada pelas enzimas amido sintase. A amilopectina é formada pela ação de enzimas ramificadas do amido (SBEs) que forjam ligações entre as cadeias existentes de moléculas de glicose para criar um polímero ramificado.
O objetivo da biossíntese de amido nas plantas é fornecer um estoque de energia. A glicose, produzida pela fotossíntese, fornece necessidades imediatas de energia, mas uma reserva de energia a ser usada quando as condições impedem que a síntese de glicose suficiente tenha um claro valor de sobrevivência. Muitas plantas evoluíram para armazenar grandes quantidades de amido nos tubérculos; nas batatas, por exemplo, 60-80% do peso seco consiste em amido. A partir de 2011, há uma quantidade considerável de pesquisas em andamento sobre a biossíntese de amido nas plantas, com o objetivo de aumentar a produção de amido de certas culturas alimentares.