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草酸合成與分解代謝

時間: 2022-03-06 來源:西安斯坦利化學(xué)商城1
一、草酸(乙二酸,CAS144-62-7)是生物體的一種代謝產(chǎn)物,廣泛分布于植物、動物和真菌體中,并在不同的生命體中發(fā)揮不同的功能。 研究發(fā)現(xiàn)百多種植物富含草酸,尤以菠菜、莧菜、甜菜、馬齒莧、芋頭、甘薯和大黃等植物中含量最高,由于草酸可降低礦質(zhì)元素的生物利用率,在人體中容易與鈣離子形成草酸鈣導(dǎo)致腎結(jié)石,所以草酸往往被認(rèn)為是一種礦質(zhì)元素吸收利用的拮抗物。 

二、草酸合成途徑目前研究比較多的是光呼吸有關(guān)的3條途徑:


1)乙醛酸/乙醇酸途徑,2)抗壞血酸途徑,3)草酰乙酸途徑 1.乙醛酸/乙醇酸途徑:通過乙醇酸氧化酶(glycolate oxidase, GLO)氧化乙醛酸生成草。存在一些爭議,水稻中草酸的積累并不依賴于光呼吸,但是光呼吸中的乙醛酸的確是草酸合成的有效前體。在水稻中超量表達(dá)異檸檬酸裂解酶(ICL)可以提高草酸含量[1] 2.抗壞血酸途徑:抗壞血酸脫氫生成脫氫抗壞血酸,后者可以進(jìn)一步氧化生成 環(huán)草酰L-蘇糖酸最終水解產(chǎn)生草酸和L-蘇糖酸[2]這條途徑是同位素標(biāo)記證明過,很多物種(菠菜,水稻,蕎麥,蒺藜苜蓿)研究表明,轉(zhuǎn)化效率不是很高。 3.草酰乙酸途徑:草酰乙酸在草酰乙酸裂解酶作用下生產(chǎn)草酸。這條途徑研究比較少,不同物種可能存在較大差異。 


  三、草酸分解有三種方式:


1)氧化,2)脫羧,3)乙?;?。1.氧化:草酸在草酸氧化酶作用下氧化為CO2H2O2;2.脫羧:草酸在草酸脫羧酶作用下生產(chǎn)甲酸和CO2;3.乙?;翰菟嵩诓菟?/span>-CoA合成酶作用下生產(chǎn)草酰-CoA;后者經(jīng)過草酰-CoA脫羧酶生成甲酰-CoA,甲酰-CoA在水解酶作用下生產(chǎn)甲酸,后者在甲酰-CoA脫氫酶生產(chǎn)CO2此外,草酸還可以跟鈣離子生產(chǎn)草酸鈣。 


草酸在植物中,參與鈣離子,PH,滲透壓調(diào)節(jié);植物病原菌防御;調(diào)節(jié)礦物營養(yǎng)和微量元素含量;  草酸含量高的蔬菜:芹菜、四季蔥、馬齒莧、莧菜、菠菜、甜菜等;草酸低的蔬菜:白菜、蘆筍、西蘭花、黃瓜、青椒等。

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