Die einzigartige Rolle der Pyruvat in Pflanzen Only

Pyruvat ist eine einfache organische Verbindung , die zu einer Klasse namens alpha-Ketosäuren gehört. Es spielt eine wichtige Rolle im Stoffwechsel als Endprodukt eines Weges genannt Glykolyse. Seine Bedeutung und dient den gleichen Zwecken sind ähnlich in vielen Organismen . Verschiedene Pflanzenarten machen jedoch Gebrauch von Pyruvat in eine andere, ungewöhnliche Fähigkeit . C4 Pflanzen

Die meisten Organismen , durchführen aerobe Atmung Feed Pyruvat in die Mitochondrien , wo sie von der Pyruvat-Dehydrogenase- Komplexes und des Zitronensäurezyklus oxidiert werden. Wenn Sauerstoff fehlt oder bei niedrigen Konzentrationen vorhanden ist, kann es diese Organismen zu Ethanol umwandeln oder Laktat statt . Eine große Klasse von Pflanzen genannt C4-Pflanzen haben jedoch eine andere, interessante Anwendung für die Pyruvat : . Sie benutzen es als Teil einer Bahn, die Kohlendioxid aus der Luft fixiert
PEP Carboxylase

Dieser Weg beginnt in sogenannten Bündelscheidenzellen, die Export Pyruvat in einer anderen Gruppe von Zellen, die sogenannten Mesophyllzellen . Nun ist die Pyruvat umgewandelt wird durch eine spezielle Enzym Pyruvat- Phosphat -Dikinase Phosphoenolpyruvat oder PEP . Diese Umwandlung ist energiehungrige , aber, und an die Macht , muss die Zelle verbrennen ATP . Jedes Molekül Pyruvat zu PEP umgewandelt verbraucht den Gegenwert von zwei ATP durch Umwandlung von ATP zu AMP ein . PEP ist ein relativ hoher Energiemolekül , so dass es durch den Bau der Anlage ebnet den Weg für die anschließende Reaktion.
PEP Carboxylase

Nächstes das Mesophyll -Zelle Paare PEP durch eine Reaktion durch PEP -Carboxylase katalysiert Bicarbonat . Dies ist ein wichtiger Schritt, denn Bicarbonat Formen von gelöstem CO2 , so dass die Anlage mit eingebautem den Gegenwert von einem Molekül CO2 in eine organische Verbindung . Das Ergebnis dieser Reaktion ist Oxalacetat , einem weiteren wichtigen Stoffwechselzwischenprodukt in seinem eigenen Recht. Das Mesophyll Zelle verbraucht jetzt etwas Reduktionskraft in Form eines Moleküls von NADPH zu drehen Oxalacetat zu Malat - . Eine Reaktion von Malat-Dehydrogenase katalysierten
Full Cycle

Diese Reaktionsfolge führt zu einer Anhäufung von Malat in Mesophyll -Zelle , so dass die Malat diffundiert nach unten seine Konzentrationsgradienten und zurück in das Bündel -Mantel- Zelle über Kanäle genannt plasmodesmata . Hier noch ein Enzym namens Apfel Enzym oxidiert das Malat, reduziert ein Molekül NADPH und Umwandeln der Malat wieder in Pyruvat beim Wirken ein Molekül CO2 in Lösung. Die zunehmende Konzentration von Pyruvat in dem Bündel -Mantel- Zelle wird mit der Pyruvat in die Zelle diffundieren Mesophyll zurück . Dieser zyklische Prozess wirkt ein wenig wie ein Förderband für CO2, steigenden CO2- Konzentrationen in der Bundle -Mantel- Zelle in einer Weise , die die Pflanze während der Fotosynthese profitiert .