Пул вільних амінокислот та їхня роль у рослині

Пул вільних амінокислот у рослинах звичайно містить 20-30 амінокислот, склад і співвідношення яких дуже мінливі та залежать від віку рослин і умов навколишнього середовища. Він поповнюється амінокислотами в результаті синтезу їх de novo, а також розпаду вже «використаних» клітиною білків. Пул – джерело амінокислот, необхідних для синтезу різних азотистих сполук клітини. Звідси очевидно, що будь-яка зміна в метаболізмі клітини відразу відбивається на складі пулу вільних амінокислот.

Усе це вказує на надзвичайно важливу роль, яку відіграють вільні амінокислоти в обміні речовин рослинного організму. Функції вільних амінокислот у рослинній клітині численні та різноманітні.

1. Найголовнішою є побудова білкової молекули. її виконують 20 протеїногенних амінокислот.

2. Амінокислоти, протеїногенні й непротеїногенні, утворюють дуже активні пептиди (глутатіон, α-аманітин).

3. Ряд амінокислот (гліцин, аспарагінова кислота, глутамін) беруть участь в утворенні пуринів і піримідинів нуклеотидів, які входять до складу нуклеїнових кислот та макроергічних сполук.

4. Амінокислоти беруть участь у механізмах знешкодження аміаку. Аспарагінова і глутамінова кислоти утворюють аміди, а орнітин, цитрулін і аргінін знешкоджують аміак у вигляді сечовини в орнітиновому циклі.

5. Деякі амінокислоти є вихідними сполуками для синтезу вітамінів і утворення коферментів. З аспарагінової кислоти синтезується нікотинова кислота, аміди якої входять у NAD і NADP. β-Аланін є в складі пантотенової кислоти, що входить до коензиму А.

6. Глутамінова кислота – джерело утворення хлорофілу.

7. Ряд амінокислот є вихідними сполуками для синтезу фітогормонів та інших біологічно активних речовин. Так, фітогормон ауксин утворюється з триптофану, етилен – з метіоніну. β-Аланін є чинником росту дріжджів.

8. Головний метилюючий агент рослин SАМ утворюється з амінокислоти метіоніну.

9. Бетаїни – це метильовані амінокислоти. Вони містяться в клітинному соку та підтримують певну його концентрацію. Крім того, бетаїни можуть також виступати донорами метильних груп.

10. В утворенні аміноцукрів (глюкозамін та ін.) джерелом аміногруп виступає глутамін.

11. Деякі амінокислоти (серин) та їхні похідні (етаноламін, холін) є компонентами ліпідів (фосфоліпідів), які входять до складу ліпопротеїдів.

12. Деякі глікозиди утворюються з амінокислот, наприклад ціаногенні глікозиди (амігдалін).

13. Усі алкалоїди, як правило, утворюються з амінокислот (нікотин, атропін, кокаїн та ін.).

14. З амінокислот синтезуються не тільки азотисті, але і деякі безазотисті сполуки. Так, при декарбоксилюванні фенілаланіну і тирозину утворюються корична й гідроксикорична кислоти, які є необхідними для синтезу багатьох фенольних сполук (кумарини, флавоноїди, меланіни, лігнін та ін.).

15. Велика роль амінокислот у захисних реакціях рослин за несприятливих умов. При стресі накопичуються пролін, аланін, аміномасляна кислота і навіть можуть з'являтися D-амінокислоти.

16. З огляду на те, що амінокислоти утворюються з вуглеводів при фотосинтезі і диханні, та враховуючи їхні численні функції, цілком правомірно зробити висновок, що вони зв'язують у рослині основні шляхи обміну – обмін вуглеводів, білків, ліпідів, нуклеїнових кислот, а також обмін вітамінів, пігментів і речовин вторинного походження.