Vad är stärkelsebiosyntes?
stärkelse är en typ av polymer som kallas en polysackarid som består av kedjor av glukosmolekyler och syntetiseras i relativt stora mängder av växter. Glukos är en enkel typ av socker - eller sackarid - känd som en monosackarid. Polysackarider är byggda av många monosackaridenheter, eventuellt tusentals, sammanfogade. Stärkelsebiosyntes i växter börjar med sockerarter som produceras genom fotosyntes och involverar ett antal enzymer eller organiska katalysatorer.
Två typer av stärkelse produceras av växter. Amylos består av mestadels ogrenade kedjor av glukosmolekyler, eller glukaner, vanligtvis 1 000 till 4 400 i antal. I amylopektin är kedjorna flergrenade och innehåller vanligtvis mellan 10 000 och 100 000 glukaner. Cirka 70% av stärkelsen i de flesta växter är i form av amylopektin, men detta kan variera något mellan olika arter. Växter lagrar stärkelse i form av granuler i cellerna.
stärkelsebiosyntes sker i amyloplaster och även till vissa EXtent i kloroplaster. Dessa är båda typer av plastider - kroppar i växtcellen som utför specialiserade funktioner. De tros ha sitt ursprung som symbiotiska blågröna alger som införlivades i cellerna i ett tidigt skede i utvecklingen av växter. Inom dessa plastider monteras stärkelsemolekyler från glukosbyggnadsblock. Glukosen kommer i form av en glukosfosfatförening som är en indirekt produkt av fotosyntes.
molekyler av glukos har hydroxyl (OH) -grupper bundna till kolatomer. Glukosenheter binder samman när en väteatom avlägsnas från en hydroxylgrupp på en glukosmolekyl och en hel hydroxylgrupp avlägsnas från en annan, i själva verket avlägsnar vatten (H 2 O). Den återstående syreatomen från en molekyl binds sedan till kolatomen från vilken hydroxylgruppen avlägsnades på den andra - reaktionen kan vara repEsented As: R-OH + HO-R → R-O-R + H 2 O, där R står för resten av glukosmolekylen. På detta sätt byggs långa kedjor av glukosmolekyler upp. Denna typ av bindning mellan sackaridmolekyler är känd som en glykosidisk bindning.
Detaljerna i processen är emellertid mer komplicerade än detta - som involverar ett antal enzymer - men kan sammanfattas enligt följande. Processen börjar med att kombinera glukos-1-fosfat med adenosintrifosfat (ATP) för att bilda adenosindifosfat glukos (ADP-glukos), katalyserat av enzymet AgPase. ADP-glukos kan sedan lägga till sin glukosmolekyl till en befintlig glukosmolekyl, bilda en glykosidisk bindning och därmed genom många repetitioner av denna process, bygga upp en amylosmolekyl. Denna reaktion katalyseras av stärkelsesyntasenzymer. Amylopektin bildas av verkan av stärkelsesgrenande enzymer (SBE) som smedlar kopplingar mellan befintliga kedjor av glukosmolekyler för att skapa en grenad polymer.
Syftet med stärkelsebiosyntes i växter är att tillhandahålla en butik med energi. Glukos, producerad genom fotosyntes, tillhandahåller omedelbara energibehov, men en energireserv som ska användas när förhållanden förhindrar syntes av tillräcklig glukos har ett tydligt överlevnadsvärde. Många växter har utvecklats för att lagra stora mängder stärkelse i knölar; I potatis består till exempel 60-80% av torrvikten av stärkelse. Från och med 2011 finns det en betydande mängd forskning som pågår till stärkelsebiosyntes i växter, i syfte att öka stärkelseproduktionen av vissa livsmedelsgrödor.