Download
1 / 39
670 likes | 1.51k Views
دانشکده ابوریحان گروه باغبانی ترجمه بیوشیمی عنوان : بیوسنتز ترکیبات فنولی ارائه دهنده : منصوره حاتمیان دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی تولیدات گیاهی http://www.hortilover.net. بیوسنتز ترکیبات فنولی. کاتابولیسم کربوهیدراتها.
E N D
دانشکده ابوریحانگروه باغبانیترجمه بیوشیمیعنوان :بیوسنتز ترکیبات فنولی ارائه دهنده :منصوره حاتمیاندانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی تولیدات گیاهیhttp://www.hortilover.net
همه کربوهیدراتهای گیاهی از فتوسنتز به دست می‌آیند.- در طول این فرآیند CO2اتمسفر فیکس می‌شود و با انرژی نورانی به کربوهیدارت تبدیل می‌شود. - کربوهیدراتهایی که در طول فتوسنتز تولید می شوند بلوکه‌های ساختمانی بر پایه کربن در سلول تشکیل می دهند که شامل ترکیبات فنولی می‌شوند. - پیش ماده های ترکیبات فنولی گیاهی : گلیکولیز و مسیر پنتوز فسفات 4
گلیکولیز: مسیر امبدن ـ میرهوف ـ پارنس کربوهیدراتهایی که در طول فتوسنتز تولید شدند به پیروات تجزیه می‌شوند و در نهایت CO2 تولید می کنند. دو نقش اساسی:- هگزوز را اکسید می‌کند و ATP، عامل احیا کننده و پیروات تولید می‌شود. - این فرآیند بلوکه‌های ساختاری برای آنابولیسم تولید می‌کند. 6
مسیر پنتوز فسفات : تجزیه گلوکزهدف اصلی : - تولید نیروی احیا کننده، در شکل NADPH- تولید واسطه‌‌های به عنوان بلوکه‌های ساختمان برای آمینو اسیدهای آروماتیک و نوکلئیک اسیدها مسیر پنتوز فسفات می‌تواند به دو مرحله تقسیم شود: اکسیداتیو : گلوکز 6 - فسفات به ریبولوز 5 - فسفات تبدیل می‌شود. غیر اکسیداتیو: دو رزیدوهای پنتوز - فسفات به یک سری مولکولهای قند ـ فسفات متفاوت از نظر طولی تبدیل می‌شوند. (سری واکنش‌های برگشت‌پذیر) 10
http://themedicalbiochemistrypage.org/pentose-phosphate-pathway.htmlhttp://themedicalbiochemistrypage.org/pentose-phosphate-pathway.html 11
http://themedicalbiochemistrypage.org/pentose-phosphate-pathway.htmlhttp://themedicalbiochemistrypage.org/pentose-phosphate-pathway.html 12
مسیر شیکیمات: بیوسنتز کوریسمات به عنوان پیش ماده بیوسنتز آمینواسید تریپتوفان، فنیل آلانین و تیروزین در هر دو گیاهان و میکروارگانیسم‌ها معمول است. 14
http://chemistry.umeche.maine.edu/CHY431/Pathway.gif • کوریسمات یک شاخه فرعی برای بیوسنتز آمینواسیدهای آروماتیک است: تریپتوفان روی یک باند و فنیل آلانین و تیروزین روی باند دیگر. • فنیل آلانین و تیروزین پیش ماده هایی از طبقه مهم ترکیبات فنولی هستند. 15
مسیر فنیل پروپانوئید عمومی:تولید سوبستراهای معمولی که تعدادی از ترکیبات فنیل پروپانوئید هستند، شامل: فلانوئید‌ها، مونولیگنولها، هیدروکسی سینامیک اسیدها، استرهای سیناپویل، کومارین‌ها و استیل بنها.P-کوماریک اسید (3.30) توسط آنزیم 4 ـکوماریک اسید CoA لیگاز (4CL) بهP-کوماریل کوآنزیم A تبدیل می‌شود. مسیر فنیل پروپانوئید عمومی با P -کوماریول کوآنزیم A، پایان می‌یابد که واکنش‌های بعدی به بیوسنتز طبقه‌ی ترکیبات خاص منجر می‌شود. 17
http://www.biology-direct.com/content/figures/1745-6150-4-7-1-l.jpghttp://www.biology-direct.com/content/figures/1745-6150-4-7-1-l.jpg 18
بیوسنتز فنولیک اسیدها: به طور کلی فنولیک اسیدها به مقدار زیادی در بیشتر گیاهان وجود ندارند. چند استثنا وجود دارد: گالیک اسید و سالیسیلیک اسید. گالیک اسید یکی از پیش ماده های الاگی تانین‌ها و گالوتانین ها است.سالسیلیک اسید یک ترکیب دفاعی مهم است به دلیل اینکه واسطه مقاومت سیستمیک می‌شود (SAR).یک مکانیسم مقاومت که به واسطه آن SA استفاده می‌شود: مولکول سیگنالی است که اطلاعات را روی حمله پاتوژن به دیگر بخشهای گیاه پخش می‌کند. با دریافت بیشتر سیگنال SA واکنش عمومی دفاعی فعال می‌شود که شامل بیوسنتز پروتئین‌های مرتبط با پاتوژنها می‌شود (PR). 20
http://www.hort.purdue.edu/rhodcv/hort640c/secprod/se00011.htmhttp://www.hort.purdue.edu/rhodcv/hort640c/secprod/se00011.htm 22
بیوسنتز گالیک اسید: ورنر و همکاران (1997) :گلوکز نشاندار 13C در آزمایشات تغذیه‌ای با: قارچphycomycesblakeSleeanus و در برگ‌های سماق (Rhus typhina) استفاده کردند. بعد از انکوبه کردن با گلوکز نشان دار، گالیک اسید و اسید آمینه‌های آروماتیک مجزا شدند. در هر دو قارچها و گیاهان اتمهای کربن در گالیک اسید به شیکیمات مشابه بودند و متفاوت از اتمهای کربن در فنیل آلانین و تیروزین بودند. بر اساس این فرضیه 5 ـ دهیدروشیکیمات به عنوان بیشترین پیش ماده گالیک اسید پیشنهاد شد. 24
بیوسنتز فلاونوئیدها و آنتوسیانین ها
آنزیمها و ژنهای ساختاری:تعیین و تفکیک ژنهای مرتبط در بیوسنتز فلاونوئیدها از این حقیقت استفاده کرده است که تعدادی از فلاونوئیدها ترکیبات رنگی هستند. فنوتیپ‌های جهش یافته به آسانی بر اساس تغییر در رنگ قابل تعیین هستند.در آرابیدوپسیس تعدادی از ژنهای مرتبط با بیوسنتز فلاونوئیدها بر اساس تغییر در رنگ پوشش دانه (تستا) کشف شده‌اند. بذرهای آرابیدوپسیس وحشی رنگ قهوه‌ای دارند و جهش یافته‌های ژنهای بیوسنتز فلاونوئید رنگ زرد یا قهوه‌ای روشن دارد. 26
http://www.springerimages.com/Images/LifeSciences/1-10.1007_s00122-009-1100-8-3http://www.springerimages.com/Images/LifeSciences/1-10.1007_s00122-009-1100-8-3 28
مونولیگنول:مونولیگنول هایی که از P- کوماریول کوآنزیم A ساخته می شوند، توسط مسیرهای پروپانوئید عمومی تولید می شود. دو مونولیگنول غالب کانیفریل الکل و سیناپیل الکل هستند.P- کوماریول الکل و 5 هیدروکسی کانیفریل الکل به طور کلی فراوانی بسیار کمتری دارند و فقط در مقادیر ناچیزی درگونه ها یا بافت ها پیدا شدند.لیگنان:لیگنان ها از اتصال اکسیداتیوی رادیکالهای مونولیگنول ساخته می شوند. رادیکال های مونولیگنول از طریق عمل laccas ها یا پراکسیداز ها تولید می شوند. 30
کنترل چوبی شدن لیگنیفیکاسیون: بیوسنتز لیگنین با تعداد بزرگی از آنزیم ها مرتبط است. ژنهای کدکننده این آنزیم ها نیاز دارند به طور متناسبی بیان شوند. داشتن یک یا تعدادی از فعال کننده های رونویسی الزامی می باشد که بتوانند متعهد به وجود شکل عمده رایج در پیش برنده های چندین ژن بیوسنتز مونولیگنول شوند. 32
پلی مری شدن و انتقال مونولیگنول : آنزیم های عهده دار واکنش گلیکوزیله شدن:UDP-گلوکوزیل ترانسفراز می باشد : کانیفرین و سیرینژین از کانیفریل الکل و سیناپیل الکل به ترتیب تولید می کند. 33
پلی مری شدن و انتقال مونولیگنول : لیگنین یک پلی مر پیچیده است که با اتصال اکسیداتیوی رادیکال های مونولیگنول تولید می شود. پلی مری شدن لیگنین در دیواره سلولی اتفاق می افتد، بنابراین مونولیگنولها نیاز دارند تا از سیتوزول (جایی که ساخته می شوند)به دیواره سلولی انتقال یابند. دیدگاه رایج این است که هر دو Laccase ها و پراکسیدازها می تواند رادیکالهای مونولیگنول تولید کنند. رایج ترین مونولیگنولها، کانیفریل الکل وسیناپیل الکل به ترتیب رزیدوهای گوئیاسیل (G) و سیرنجیل (S) در پلی مر لیگنین تولید می کند. 34
http://regional.org.au/au/asa/2001/plenary/6/spangenbergh.htmhttp://regional.org.au/au/asa/2001/plenary/6/spangenbergh.htm 35
گیاه چگونه قادر است تا ترکیب زیر واحدهای لیگنین و توزیع اتصال های درون واحدی را کنترل کند:ترکیب زیر واحدهای لیگنین توسط جریان مونولیگنولها تعیین می شود. در چمن ها، -P کوماریول الکل در طول فرآیند چوبی شدن در نتیجه مقدار نسبتاً بالای رزیدوهای p-هیدروکسی فنیل در دیواره سلولی زودتر ظاهر می شود که این ظهور درست هنگام چوبی شدن شروع می شود. 36
تغییر لیگنین برای کاربردهای صنعتی – کشاورزی:اهمیت لیگنین:ارزش اقتصادی همبسته در مواد ذخیره ای خوراکی صنعتی – کشاورزی سه فرآیند صنعتی می تواند از تغییر محتوای لیگنین و ترکیب زیرواحدهای لیگنین منفعت یابد: - صنعت خمیر کاغذ و کاغذسازی - صنعت غذای حیوانی- صنعت فرآوری زیستی. در نهایت روش های ترانزژنیک با تغییر ترکیب لیگنین در واریته گونه های مهم تجاری تکمیل شد. 37
متشکرم هر کودکی با این پیام به دنیا می آید که خدا هنوز از انسان نومید نیست. (رابیندرانات تاگور)َ
