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淀粉水解是否耗能的问题

(2018-01-30 11:07:07)
标签:

淀粉水解

耗能

分类: 必修一

这个问题由来已久。因为自己的强不知以为知,笔者总是告知学生“就像蛋白质一样,细胞内有些蛋白质的水解过程是需要能量供应的,而体外的蛋白质水解则不需要能量的供应”。理由也很好解释,因为如果在细胞外水解蛋白质(例如人类的消化道中蛋白质的水解)需要消耗ATP的话,还需要由ATP水解酶(或者蛋白质磷酸化酶)来辅助。那么淀粉的水解笔者认为应该也有两种情况:植物细胞中、人类(动物)消化道中。

但是最近有学生拿着题目过来问关于淀粉水解是否耗能的问题,参考答案的理解是水解是一个放能很多的过程,淀粉的水解不需要消耗能量。这个结论同蛋白质的水解解释有出入,笔者也一时不敢苟同,查阅很多资料都支持这一观点。今天见到一篇论文,观点与笔者的臆测相同,拿出来分享。

文中认为最找的淀粉水解研究是在体外进行的,认为淀粉在α淀粉酶和β淀粉酶的催化下水解,二者只能作用于α-14葡萄糖苷键,剩下约40%不能分解的部分称为极限糊精。但是随着不但的推进,现在人们对叶片暂时淀粉分解途径有了更多了解,作者进行了一个总结。

总结认为,叶片暂时淀粉分解的主要途径是:叶绿体内呈半结晶状态的淀粉粒磷酸化水平可能影响淀粉的亲水性从而影响淀粉分解。Ritte等进一步研究发现,葡聚糖-水双激酶作用于淀粉粒表面,转移ATP的β-磷酸到支链淀粉葡萄糖残基的C3C6位置,支链淀粉的少部分葡萄糖残基被磷酸化,γ-磷酸则被转移到水分子上。以后的研究中又在拟南芥中发现了磷酸葡聚糖-水双激酶,它能是支链淀粉上葡萄糖残基的C3磷酸化;在转基因的1个拟南芥阻遏突变体中该酶活性被抑制,出现了叶片淀粉过量积累的现象,说明该酶在叶片淀粉水解中也是必须的。

Edner等发现,在活体外葡聚糖-水双激酶与β-淀粉酶同时作用于淀粉粒比后者单独作用时活性提高2~3倍。

经过上述描述可知,在叶绿体中的淀粉水解过程比较复杂,还有待进一步研究,但现在的研究支持此过程是一个消耗ATP的过程。

参考:《植物叶片暂时淀粉分解途径研究进展》张东方等,2011西北植物学报

 

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