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常正良:关于植物蛋白质代谢的几个问题  

2013-06-07 16:41:33|  分类: 分子与细胞 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自蒸水滔滔《关于植物蛋白质代谢的几个问题》

常正良(湖南省衡阳县三中   421200)

       中学课本里介绍了人和动物体内蛋白质代谢的知识,却没有涉及植物的蛋白质代谢。因此,对于植物体内蛋白质代谢的情况,不仅学生一无所知,不少中学教师也一头雾水。学生常常会问老师:植物吸收的铵盐和硝酸盐是怎样同化成蛋白质的?植物体内蛋白质能贮存吗?植物体内也有氨基转换作用和脱氨基作用吗?为了解答学生的上述疑问,笔者翻阅了大量资料,终于找到了这些问题的答案。现将有关知识整理成文,供各位同行参考。

1 植物吸收的铵盐和硝酸盐怎样同化成蛋白质?

      植物的氮源主要是无机氮化物,其中又以铵盐和硝酸盐为主。植物从土壤中吸收铵盐后,即可直接利用氨去合成氨基酸,并进一步合成蛋白质。氨与呼吸代谢的中间产物α-酮酸结合,形成氨基酸。这种还原氨直接使酮酸氨基化而形成相应氨基酸的过程,叫做还原氨基化。例如:α-酮戊二酸与氨结合,在谷氨酸脱氢酶作用下,以NADH+H+为氢供体,还原为谷氨酸。同样,草酰乙酸和氨能形成天冬氨酸。

       如果吸收的是硝酸盐,则必须经过代谢还原才能利用。硝酸盐首先在细胞质中的硝酸还原酶催化下还原成亚硝酸盐,亚硝酸盐再由叶绿体等处的亚硝酸还原酶催化下还原成氨。产生的氨再经上述的还原氨基化作用形成氨基酸,并进一步合成蛋白质。      

2 植物体内的蛋白质能否储存?

       与人和动物体内蛋白质代谢不同,植物体内的蛋白质可以储存。糊粉粒就是植物细胞内储藏蛋白质的构造。每个糊粉粒是一个液泡,其中储藏的蛋白质,一部分呈一定形态的结晶,一部分呈不定形或球形体,它是稳定的、无生命的、化学作用不活泼的蛋白质。糊粉粒主要存在于植物的种子内,特别是含有脂肪的种子,如箆麻等。禾本科植物种子的糊粉粒集中在胚乳的外层细胞中,形成糊粉层。种子萌发时,贮藏蛋白水解为氨基酸,供幼苗生长需要。

3 植物体内有无氨基转换作用和脱氨基作用?

       植物体内也有氨基转换作用和脱氨基作用。

       氨基转换作用是一种氨基酸的氨基被转移到一种酮酸的酮基上,而使之氨基化的反应,接受体即变成一种新的氨基酸,而供给体则变成另一种酮酸。氨基转换作用也是植物体内氨基酸合成的主要方式之一。

       在上面的叙述中,我们讲到植物种子中储藏有蛋白质。种子在萌发时,蛋白质水解酶(包括蛋白酶和肽酶)活性加强,贮藏蛋白质水解,形成游离氨基酸。由蛋白质分解生成的氨基酸,有一部分通过氨基转换作用形成新的氨基酸,重新构成蛋白质或供作其他用途;有一部分多余的氨基酸通过氧化脱氨基作用,进一步分解为游离氨和酮酸。

高等植物中氨基酸脱氨最旺盛的发芽种子和幼嫩组织中,很容易发现氨的存在。游离氨的量稍多时,植物受毒害。植物利用酰胺(谷氨酰胺、天冬酰胺)形式将氨保存着,一方面解除氨的毒害,另一方面又可随时释放出氨,供植物形成新氨基酸的需要。

4 为什么常用酰胺作为植物营养诊断的根据?

下图是植物体内的氨、酰胺、氨基酸和蛋白质的转化图解。利用从土壤中吸收的氨(或硝酸还原产生的氨)合成氨基酸的过程称为初次合成;利用酰胺释放出的氨再度合成氨基酸的过程称为再度合成。从该图中可见,酰胺既是氨的贮藏者,又是氨的供应者。所以,植物体内酰胺含量丰富时,就说明体内有足够的氮。以酰胺作为营养诊断的根据就是应用这个原理。

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