13

Лекція 12

ТЕМА: СИНТЕЗ І ПЕРЕТВОРЕННЯ ВУГЛЕВОДІВ У РОСЛИНАХ.

1. Загальні уявлення про синтез вуглеводів.

2. Перетворення моносахаридів і дисахаридів:

а) взаємоперетворення моноцукрів;

б) синтез аскорбінової кислоти;

в) синтез сахарози.

3. Синтез і розпад полісахаридів

а) синтез крохмалю;

б) розпад крохмалю;

в) синтез і розпад целюлози.

4. Динаміка вуглеводів при дозріванні і зберіганні плодів і овочів.

1. Загальні уявлення про синтез вуглеводів.

В рослинах в результаті фіксації вуглекислого газу досить швидко утворюються не тільки фосфорні ефіри цукрів або прості цукри, але і більш складні форми вуглеводів – сахароза, крохмаль, клітковина. Розпад складних форм вуглеводів до більш простих проходить досить інтенсивно. Це можна спостерігати, наприклад, при проростанні насіння, в якого основною запасною речовиною є крохмаль.

Інтенсивний розпад складних форм вуглеводів спостерігається при старінні вегетативних органів рослин, коли в листках переважають не синтетичні, а гідролітичні процеси. Утворенні при розпаді прості цукри або їх фосфорні ефіри відтікають в репродуктивні органи, де з них знову синтезуються більш складні вуглеводи, які відкладаються про запас. В рослинах досить легко проходять процеси взаємоперетворення вуглеводів.

Якщо, наприклад, в рослину ввести глюкозу, то вона досить швидко перетворюється в фруктозу, сахарозу, крохмаль і інші вуглеводи, і навіть використовується для побудови амінокислот, органічних кислот, жирів. Також легко піддаються взаємним перетворенням в рослинах і інші цукри – сахароза, фруктоза, галактоза, мальтоза. Все це є свідченням того, що вуглеводи – дуже рухомі речовини, а в тканинах рослин є багато численні системи, які здатні каталізувати синтез, розпад і взаємне перетворення вуглеводів.

2. Перетворення моносахаридів і дисахаридів. А) взаємне перетворення моноцукрів.

Ці процеси проходять в рослинах дуже легко і швидко завдяки фосфорним ефірам цукрів або їх уридиндифосфат похідних ( УДФ). УДФ – похідні цукрів являють собою цукор, який сполучений через два залишки фосфорної кислоти з уридином. Розглянемо деякі перетворення моноцукрів.

Перетворення глюкози в фруктозу і манозу.

Глюкоза перетворюється в фруктозу через фосфорні ефіри цих цукрів – глюкозо – 6 – фосфат і фруктозо – 6 – фосфат. Спочатку проходить фосфорилювання глюкози за участю АТФ, в результаті чого синтезується глюкозо – 6 – фосфат, який потім ізомеризується в фруктозо – 6 – фосфат, від нього відщеплюється залишок фосфорної кислоти з утворенням вільної фруктози.

СН₂ОН О СН₂ОР О

Н Н гексокіназа Н Н

ОН ОН ОН ОН

Н ОН Н ОН

Глюкоза Глюкозо – 6 – фосфат

Фруктозо – 6 – фосфат Фруктоза

Глюкоза також легко може перетворюватися і в манозу. В цьому випадку на фруктозо – 6 – фосфат діє фермент манозофосфатізомераза, завдяки чому фруктозо – 6 – фосфат перетворюється в манозу – 6 – фосфат, а потім відщеплюється фосфорна кислота і утворюється вільна маноза.

Фруктозо – 6 – фосфат Манозо – 6 – фосфат

Маноза

При утворенні пентоз і гексоз проміжним продуктом являється глюкоронова кислота. На першій стадії цього процесу глюкозо – 1 – фосфат сполучається з УТФ ( уридинтрифосфат ) з утворенням уридиндифосфат УДФ – глюкози, яка потім під дією ферменту дегідрогенази окисляється і утворюється уридиндифосфатглюкоронова кислота. Потім вона піддається декарбоксилюванню і перетворюється на уридиндифосфатксилозу від якої відщеплюється уридиндифосфат і утворюється вільна ксилоза.