Wat is zetmeelbiosynthese?

zetmeel is een type polymeer dat bekend staat als een polysacharide dat bestaat uit ketens van glucosemoleculen en wordt in relatief grote hoeveelheden gesynthetiseerd door planten.Glucose is een eenvoudig type suiker mdash;of saccharide mdash;bekend als een monosacharide.Polysachariden zijn gebouwd uit veel monosacharide -eenheden, mogelijk duizenden, samengevoegd.Zetmeelbiosynthese in planten begint met suikers geproduceerd door fotosynthese en omvat een aantal enzymen of organische katalysatoren.

Twee soorten zetmeel worden geproduceerd door planten.Amylose bestaat uit meestal niet -versnelde ketens van glucosemoleculen, of glucans, meestal 1.000 tot 4.400 in aantal.In amylopectine zijn de ketens meervoudig gebroken en bevatten over het algemeen tussen de 10.000 en 100.000 glucans.Ongeveer 70% van het zetmeel in de meeste planten is in de vorm van amylopectine, maar dit kan enigszins variëren tussen verschillende soorten.Planten slaan zetmeel op in de vorm van korrels in cellen.

Zetmeelbiosynthese vindt plaats in amyloplasten en ook tot op zekere hoogte in chloroplasten.Dit zijn beide soorten plastiden mdash;Lichamen in de plantencel die gespecialiseerde functies uitvoeren.Men denkt dat ze zijn ontstaan als symbiotische blauwgroene algen die in een vroeg stadium in de evolutie van planten in de cellen werden opgenomen.Binnen deze plastiden worden zetmeelmoleculen geassembleerd uit glucosebouwstenen.De glucose komt in de vorm van een glucose-fosfaatverbinding die een indirect product van fotosynthese is.

_{moleculen van glucose hebben hydroxyl (OH) groepen gebonden aan koolstofatomen.Glucose -eenheden binden zich bij elkaar wanneer een waterstofatoom wordt verwijderd uit een hydroxylgroep op het ene glucosemolecuul en een hele hydroxylgroep wordt verwijderd van het andere, in feite verwijderd van water (H} 2 _{O).Het resterende zuurstofatoom van het ene molecuul bindt vervolgens aan het koolstofatoom waaruit de hydroxylgroep werd verwijderd op de andere mdash;De reactie kan worden weergegeven als: R-OH + HO-R rarr;R-O-R + H} 2

O, waarbij R staat voor de rest van het glucosemolecuul.Op deze manier worden lange ketens van glucosemoleculen opgebouwd.Dit type binding tussen saccharidemoleculen staat bekend als een glycosidebinding.

De details van het proces zijn echter ingewikkelder dan dit mdash;met een aantal enzymen mdash;maar kan als volgt worden samengevat.Het proces begint met het combineren van glucose-1-fosfaat met adenosinetrifosfaat (ATP) om adenosinedifosfaatglucose (ADP-glucose) te vormen, gekatalyseerd door de enzym AGPase.ADP-glucose kan vervolgens zijn glucosemolecuul toevoegen aan een bestaand glucosemolecuul, waardoor een glycosidebinding wordt gevormd en dus door vele herhalingen van dit proces een amylosemolecuul opbouwt.Deze reactie wordt gekatalyseerd door zetmeelsynthase -enzymen.Amylopectine wordt gevormd door de werking van zetmeelvertakking enzymen (SBE's) die verbanden tussen bestaande ketens van glucosemoleculen smeden om een vertakt polymeer te creëren.

Het doel van zetmeelbiosynthese in planten is om een opslag van energie te bieden.Glucose, geproduceerd door fotosynthese, voorziet in onmiddellijke energiebehoeften, maar een reserve van energie die moet worden gebruikt wanneer voorwaarden voorkomen dat de synthese van voldoende glucose een duidelijke overlevingswaarde heeft.Veel planten zijn geëvolueerd om grote hoeveelheden zetmeel in knollen op te slaan;In aardappelen bestaat bijvoorbeeld 60-80% van het droge gewicht uit zetmeel.Vanaf 2011 is er een aanzienlijke hoeveelheid onderzoek aan de gang naar zetmeelbiosynthese in planten, met het oog op het verhogen van de zetmeelproductie van bepaalde voedselgewassen.