Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
Сахара могут ферментативным путем переходить один в другой. обычно при участии АТР или других нуклеозидтрифосфатов (UTP, GTP). Главный сахар большинства растений, сахароза, образуется в результате реакции UTP с глюкозой. Продуктами этой реакции являются UDP-глюкоза (UDPG) и Pi. UDPG вступает затем в реакцию с фруктозо-6-фосфатом, что приводит к образованию сахарозы, Pi и UDP. Расщепление сахарозы идет по гидролитическому пути: реагируя с водой при участии 4>epMeHTa инвертазы, сахароза распадается на глюкозу и фруктозу. Крахмал, основная запасная форма углеводов, аналогичным образом синтезируется из фосфорилированных производных (ADPG), но распадается в результате гидролиза под действием фермента амилазы. Целлюлоза, главный компонент клеточной стенки, строится из GDPG-единиц, причем глюкозные звенья соединяются в ее цепях p-связями, а не a-связями, как в крахмале. Обычно в растительном организме целлюлоза не расщепляется, если не считать процессов, связанных с опадением листьев; только у грибов имеется фермент целлюлаза, способный катализировать гидролиз целлюлозы.
Дыхание начинается с процесса, называемого гликолизьм, при котором сахар анаэробным путем распадается с образованием трехуглеродного соединения — пировиноградной кислоты. Пируват затем, теряет СОг, а оставшиеся два его углеродных атома присоединяются к четырехуглеродной кислоте с образованием лимонной кислоты. В цикле Кребса, называемом также циклом лимонной кислоты, эти два атома поочередно высвобождаются в виде СОг, в то время как электроны от остальной части молекулы переносятся на кислород с образованием воды, причем этот процесс сопровождается синтезом АТР. В переносе электронов участвуют переносчики, в молекулу которых входят витамины ниацин (NAD+ и NADP4) и рибофлавин (FMN, FAD), а также переносчики с железосодержащей группой— гемом (цитохромы). NADP+ также способен отнимать электроны от глюкозы. При этом глюкоза окисляется до карбоновой кислоты, которая затем теряет С02 и превращается в пятиуглеродный сахар, пентозу. Таким путем образуются рибо- за, дезоксирибоза и ряд других пентоз, играющих важную роль в метаболизме. Одни из органических кислот, участвующие в цикле Кребса, способны присоединять аммиак, а другие могут вступать в реакции переаминирования и таким путем превращаться в аминокислоты. Эти аминокислоты используются затем по преимуществу для синтеза белков, но могут претерпевать и другие превращения, ведущие к образованию алкалоидов, фла- воноидов и гормонов, Ацетилкофермент А, образующийся в результате присоединения к коферменту А (СоА) фрагмента, остающегося после декарбоксилирования пирувата, служит исходным продуктом для синтеза жирных кислот, цепи которых строятся путем последовательного добавления двууглеродных фрагментов. Жиры образуются в результате присоединения к
глицерину трех остатков жирных кислот. Фосфолипиды образуются, когда к глицерину присоединяются две жирные кислоты и одно фосфорилированное соединение. Фосфолипиды — важные- компоненты мембран в силу особых свойств их молекул: фосфатная часть молекулы фосфолипида водорастворима, а ацильная— жирорастворима. Ацетил-СоА служит также исходным продуктом для синтеза некоторых гормонов, терпенов, изопре- ноидов и стероидов.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Beevers Н. 1961. Respiratory Metabolism in Plants, Evanston, III, Row, Peterson and Co.
Hassid W. Z. 1967. Transformations of Sugars in Plants, Ann. Rev. PI. Physiol., 18, 2S3—280.
Hinkle P. C., McCarty R. E. 1978. How Cells Make ATP, Scientific American, 238 (3), 104—1,23.
Ikuma H. 1972. Electron transport in plant respiration, Ann. Rev. PI. Physiol., 23, 419—436.
Stocking R. C., Heber U„ eds. 1976. Transport in Plants. III. Intracellular Interactions and Transport Processes, Encyclopedia of Plant Physiology, New Series, V. 3, Berlin-Heidelberg-New York, Springer-Verlag.
См. также рекомендуемую литературу по бнохнмни к гл. 2.
ВОПРОСЫ
5.1. Укажите три формы восстановительной силы в клеточных процессах. Как используется их энергия?
5.2. В каких разных смыслах применяется термин «окисление»? Что объединяет все эти разные виды окисления?
5.3. Кратко охарактеризуйте функции цепн переноса электронов.
5.4. В чем сходны и чем отличаются друг от друга процесс фотосинтеза и процесс дыхания?
5.5. Укажите, как связаны между собой ультраструктура и функция митохондрий.
5.6. Почему аэробное дыхание эффективнее анаэробного?
5.7. Опишите судьбу атомов 1) углерода, 2) кислорода и 3) водорода при распаде молекулы пировиноградной кислоты в процессе дыхания.
5.8. Почему дыхание представляет собой не прямое окисление глюкозы, а процесс, состоящий из многих этапов?
5.9. Какова роль фосфора в процессе дыхания?
5.10. Сравните крахмал с целлюлозой: в чем сходство и в чем различие их химической структуры, путей синтеза, функций и локализации в клетке? Исходя из химической структуры, объясните, почему целлюлоза существует в виде длинных волокон, а крахмал — в виде округлых зерен.
5.11. Какие реакции требуются для того, чтобы получить из молекулы глюкозы следующие соединения: фруктозу, сахарозу, одну из жирных кислот, аспарагиновую кислоту, крахмал, этиловый спирт?
