淀粉之合成途径

1、淀粉的组成与结构

淀粉由直链淀粉(Amylose)和支链淀粉(Amylopectin)组成。
直链淀粉:是一种线性分子,由 α-1,4 糖苷键连接而成。

直链淀粉

支链淀粉:则高度分支,分支内以 α-1,4 糖苷键连接,分支间则以 α-1,6 糖苷键相连。
支链淀粉

天然淀粉主要是支链淀粉,占 65%~85%,其余的则为直链淀粉。

2、淀粉的生物合成

在高等植物中,淀粉合成的主要场所是叶绿体和淀粉体。

(1)叶绿体基质合成

在叶绿体基质中,卡尔文循环参与 CO2的固定。CO2通过气孔进入叶绿体基质,在 rubisco 羧化酶的作用下 CO2与其受体 RuBP 生成 3-磷酸甘油酸(3PG);3PG 还原成甘油醛-3-磷酸(G3P),G3P 有两个去
向,一部分转运至胞液经过一系列生化反应生成蔗糖,另一部分生成果糖-6 磷酸,经过葡萄糖-6-磷酸(G6P)、葡萄糖-1-磷酸(G1P)的转化过程生成 ADP-葡萄糖(ADP-Glucose),进一步生成淀粉;

(2)淀粉体合成

而在淀粉体中,由于它自身不能进行光合作用固定 CO2,所以淀粉的生成是利用光合作用过程中产生的蔗糖作为碳源,蔗糖从叶片输送到籽粒,在籽粒淀粉体中经蔗糖合酶或蔗糖转化酶的水解作用生成果糖和 ADP-葡萄糖(ADP-Glucose),经 ADP 葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)转化为磷酸已糖(G1P 和 G6P),进入淀粉体后又经过 AGPase 的作用生成 ADP-葡萄糖,通过可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)和淀粉异构酶(ISA)的作用生成支链淀粉,而另一部分经过颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)生成直链淀粉,贮藏在胚乳细胞中。


叶绿体(A)和淀粉体(B)
3、淀粉合成示意图(光合和非光合组织)
示意图

(a) The synthesis of assimilatory starch in the leaf.
(b) The synthesis of reserve starch in storage tissues.
(c)The starch synthetic pathwayfrom G1P.
Abbreviations: BT1 Brittle-1 protein (ADPglucose transporter), TPT triose phosphate/Pi translocator, GPT G6P/Pi translocator, G1PT putative G1P transporter
Ref: CCDD基因组野生稻淀粉合成途径关键酶的分子进化
淀粉:代谢与结构

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