Утворення сечовини

Сечовина – нешкідлива для рослин сполука, що може накопичуватися в певній кількості, особливо в рослинах, які мають на коренях мікоризу. Використовується сечовина, що розкладається із виділенням аміаку під дією ферменту уреази.

Молекула сечовини знешкоджує 2 молекули аміаку. Утворення її відбувається в результаті кількох ферментативных реакцій, що складають орнітиновий цикл. Цей цикл у рослин ідентичний тваринному, що вивчається у курсі загальної біохімії.

Утворення амонійних солей

Простіше знешкоджується аміак у так званих «кислих» рослин. Це рослини з кислим клітинним соком (рН 1,2-1,5), що містить багато органічних кислот (щавлева, яблучна, ізолимонна та і 11.) – щавель, ревінь, осоки, хвощі, бегонія тощо. У таких рослин аміак зв'язується не ферментативним, а хімічним шляхом у вигляді амонійних солей.

Це дуже ємний механізм. «Кислі» рослини витримують у 4-5 разів більш високий вміст аміаку, ніж рослини, у яких рН клітинного соку близький до нейтрального.

Загальні шляхи розпаду амінокислот

Таких шляхів два – дезамінування і декарбоксилювання. Дезамінування – це розпад амінокислот до аміаку і кетокислот.

Реакція відбувається в два етапи: на першому від амінокислоти відщеплюються два атоми водню й утворюється імінокислота, на другому – під дією води з імінокислоти утворюється кетокислота і видаляється аміак.

У рослинах реакції першого етапу відбуваються інакше, ніж у тваринних організмів. У них беруть участь два ферменти – дегідрогеназа і поліфенолоксидаза, а також поліфеноли і хінони, здатні взаємно перетворюватися. Етап перетворення амінокислоти в імінокислоту можна подати у вигляді наступної схеми.

Перетворення хінонів у поліфеноли можна уявити так:

У рослинах дезамінування фенілаланіну і тирозину відбувається інакше, ніж інших амінокислот, з утворенням ненасичених ароматичних кислот – коричної та гідроксикоричної (кумарової). Реакція відбувається під дією відповідних аміак-ліаз.

З коричної та гідроксикоричної кислот утворюються фенольні сполуки.

При декарбоксилюванні амінокислот утворюються аміни і вуглекислий газ. Із моноаміномонокарбонових амінокислот утворюються моноаміни, з діаміномонокарбонових – діаміни. Реакції здійснюють ферменти декарбоксилази, що як кофермент містять фосфопіридоксаль.

Утворення амінів

При декарбоксилюванні моноамінодикарбонових амінокислот з'являються монокарбонові амінокислоти.

Аміни – це отруйні речовини, що можуть викликати отруєння як тварин, так і рослин. В малих кількостях вони знайдені в грибах (ріжки, мухомори, дріжджі) та в рослинах (дурман, блекота, омела, соя). Вміст амінів у рослинах може зростати за несприятливих умов вирощування. Так, при різкій нестачі калію в рослинах ячменю і льону спостерігаються накопичення путресцину та ознаки отруєння цим аміном.

Аміни, що утворюються при декарбоксилюванні амінокислот, звичайно в рослинах не накопичуються, бо включаються в обмін речовин і піддаються різним перетворенням.

Основний шлях перетворення амінів – їх окислення. Моноаміни окислюються за дію моноамінооксидаз з утворенням альдегіду і аміаку.

Окислення діамінів каталізують діамінооксидази. При цьому окислення може відбуватися двома шляхами – з утворенням аміноальдегіду або діальдегіду. Альдегіди потім легко окислюються до відповідних кислот.

Із діамінів у рослинах синтезуються різні гетероцикли, а з них гетероциклічні сполуки, наприклад алкалоїди. Із путресцину утворюється гетероцикл піролідин, а з нього – піролідинові алкалоїди, з кадаверину – гетероцикл піперидин і піперидинові алкалоїди.

Поиск по сайту: