انواع پروتینها درغلات:

انواع پروتینها درغلات:

درحالی که محصولات co2جذب شده درگیاهان به صورت پلی ساکاریدoligoتشکیل شده است بطوریکه درفصل 9بحث نمودیم اسیدآمینه هامحصولات جذبی نیترات راکه ذخیره شده اند بطوریکه این نوع پروتین ذخیره ای مخصوص پروتین هاست اغلب فعالیت enzymaticدرسلول مدت ها پروتین ساختاری توسط یک غشاجداقرارداده شده اندوendomembranceازشبکه آندوپلاسمی ودستگاه گلژی یاواکوئل ها مشتق شده اندپروتینهای ذخیره ای درسیب زمینی هم درواکوئل ذخیره شده اندوناشی بشودوریشه های آنهادربذرها ذخیره شده اندوtubersandهم درکامبیوم تنهادرطی زمستان که شکل گیری تندندارنددرجوانه های تخم داروتنه درختان وجوانه هاامکان بدهند درغلات پروتینهای ذخیره ای،دراندوسپرم واقع شده اندوبذوردرلپه هاکه بیشترازنیام بذرمیدهد درحالی که غلات مقدارپروتینش به 10%تا15%ازوزن خشک ودرمقداری بقولات آن به بالای 40-50ودرحدود85%ازاین پروتین هستند
پروتین های ذخیره ای اساس تغذیه انسان است:به هرحال درپروتینهای ذخیره ای گیاهان محتوی اسیدآمینه های ضروری خاص برای تغذیه انسانها هستندکه درحیوانات کمتراست درغلات برای مثال پروتین ذخیره ای تریپتوفان میباشدبنابراین درانسانهایی که کاملاگیاه خوارهستندکمبوداسیدآمینه که موجب خسارت ذهنی وفیزیکی به خصوص دربچه هامنجرشودکمتردارنداین مسئله درخوک وخوراک طیورهم میتواندباشددرمهندسان ژنتیک گیاهی دریک پژوهش به منظوربهترشدن نسبت اسیدآمینه وپروتینهای ذخیرهای درمحصولات خرمن توسط دانشمندان علاقه منددرپروتین گیاهی بوسیله دانشمندان ایتالیایی درسال1745صورت گرفتکه قبلاپروتین راازگندم جداکرده بودند
در1924درایستگاه تجربیb.t زمانیکه که ساختمان این پروتین هاتعیین شدمشخص شدگلوتلینهاوپرولامینهاازن ظرساختاری نزدیک به هم هستندولی نه مثل هم که تصورگذشته رامبنی برپرولامین هاازهمان گلوتلینهاهستندبرهم زد.دراین زمان تعدادی نمونه برای پروتینهای ذخیره ای گیاهی درطبیعت پیدانمودند.
14.1گلوبولینهافراوانترین نوع پروتین ذخیره ای:
درعمل درتمام گیاهان مقدارهای متفاوتی وجوددارد.مهمترین گلوبولینهابه گروه لگوم هاتعلق دارندکه این گلوبولینهابصورت رمزی شده توسط خانواده آمولتی ژن هاکه سبب تولیدتیره های مشترک ازیک پایه میباشد.لگومین فرم پروتین های ذخیره ای بذرهای بن شنی میباشد.برای موردباقالادرصداین پروتین به 75%متشکل ازپروتین ذخیره ای لگومین میباشد.لگومین یک هگزامرباجرم مولکولی بین300-400 kda میباشدمونومرهاشامل دوزنجیره پپتیدی که توسطیک رشته پلی (α-β)ی دی سولفیدبه هم وصل شده اندکه قسمت آلفابزرگ وجرم مولکولی آن درحدود35-40kdaوبتاکوچک باجرم مولکولی درحدود20kdaداردهگزامرهاازبه هم پیوستن گروهای (α-β)مونومرهابه هم ساخته می شونددرهگزامرهامولکولهای پروتین طوری چیده شدندکهaveryبسته عادیتدارک دیده شدندکه میتواننددراین فرم به پروتین ساختاری تبدیل شوند.مولکولهای پروتین که درزنجیره های پروتین هستندتاشده به طورصحیح به سوی این بسته به طورمتناسب حرکت مینمایدوتوسطپپتیدازها تنزل داده میشوند.اگرچه امروزه تغییرمحل اسیدآمینه هادریک پروتین نسبتابوسیله مهندسی ژنتیک آسان به نظرمیرسدامااین فرایندی بسیارپیچیده وسه بعدی میباشد.پیشرفت های اخیردربدست آوردن بلورها وآنالیزساختارآنهاتولیدپرو تین های سه بعدی پیش ماده را بخوبی ازپروتین های ساختاری بالغ امکان‌ساختند.این مطالعات آشکارکردپایداری پروتین های ساختاری‌وآنزیم های تجزیه کننده انها درواکوئلها هستندامااین پروتین های ذخیره ای بنابرحقیقت علیه تجزیه موادپروتینی محافظت شده هستند.
نمایش همانندسازی vicillinدردنباله اسیدآمینه اش درلگومین نشان میدهدکه مونومرهاعمدتامرتب ترندوناتوان دراستفاده ازپل پیوندیs-s .اغلب درلگومهاتضادنیزدرglycosylated vicillinsوجودداردآنهاباقیمانده ماده قندی مثل مانوز وگلوکزوn-استیل گلوکوزامین دربردارند

14.2 پرولامینهافرم ذخیره ای پروتین درعلفها(grasses)هستند:
پرولامینهاتنهادرگندمیان مرتعی مثل غلات هستند.آنهابه عنوان آمیخته چندشکلی گونه های متفاوت زیادی داراهستندبرخی ازاین هاتوسط
subunits s-sbridgeبههم متصل شدند.درگلوتنین هم که درغلاتی مثل گندم وچاودارمونومرهاتوسط پلs-s به هم متصل شده اند.مولکول گلوتنین دراندازه متفاوت است مناسب بودن اردنانوایی به مقدارومحتواوکیفیت گلوتنین آن وابسته است وآردغلاتی مانندجویولاف وبرنج بدلیل عدم داشتن کافی آن مناسب برای پخت نان نیستند.اززمانیکه گلوتن یک ضریب حساس درتعیین کیفیت غله نان محسوب شده تحقیق های زیادی برای بهبودکیفیت گلوتنین محتوی درغله نان بوسیله مهندسی ژنتیک شده 14.3 پروتینها
s- دربذرهای گیاهان دولپه ای حضوردارند: s-پروتینهاهم کاملاازپروتینهای ساختاری هستندآنهایک گروه نامتجانس پروتینهارانشان میدهندکه تعریف منحصربفرددارندکه ضریب رسوب گذاریشان درحدود2است.تحقیق هاازساختارشان آشکارکرده است که بیشتر25-پروتین ازیک ساختاربه هم مرطبت ساخته شده واحتمالابه همراهپرولامینهاازیک پروتین مادرمشتق شده اند.napinشکل یک پروتین ساختاری برجسته درشلغم روغنی است که مثالی ازیک25-پروتین هاست که بعدازاینکه روغن ازآن استخراج شده باقیمانده آن بعنوان علوفه به کاربرده‌شده است.اماتوجه داشته باشیم
14.4 پروتینهای مخصوص بذرازخورده شدن آنهابوسیله حیوانات حفاظت میکند:
پروتینهای ساختاری تعدادی ازبذرهاوپروتین های‌دیگراگرچه هم موقت باشندبذرراازخورده شدن محافظت میکنند.برای مثال:
1.
پروتین ساختاری ویلین یک کارکرددفاعی داردبوسیله بستن به بسترکشت باکیتین قارچ هاوحشره ها 2.
درتعدادی حشره آن باتوسعه لاروپشه مداخله میکند 3.
بذرتعدادی ازبقولات که به باقیمانده های شکربدون توجه به سفت شدن آزادوموادمتشکله گلیکولیپیدهایاگلیکوپروتین هاهست 4.
این بذرهاتوسط حیوانات مصرف شده‌ولکتین آنهابه گلیکوپروتین درروده تبدیل شده بدین گونه‌باجذب غذامداخله میکننددرواقع بذرتعدادی ازبقولات وانواع دیگرهم پروتینهایی که مانع ازگوارش‌دردستگاه حیوانات‌دارند. 5.
لوبیاهابه خاطرمانع شونده های که درمحتوای لکتینشان وپروتین خوددارندتنهابعدازتجزیه وتخریب‌آنهاتوسط حرارت دهی برای مصرف انسان مناسب میشوند 6.
امااینکه انسانها چطوربه پختن آن روی آوردندبه دلیل داشتن کرچک فوق العاده پروتینی سمی ریسین درآن میباشدکه چندمیلی گرم آن میتواندیک انسان رابکشد. 7.
لوبیاها هم مانع شونده های‌آمیلازدارندکه مخصوص آبکافت نشاسته بوسیله آمیلازهادردستگاه گوارش‌حشره های خاص جلوگیری میکند.مهندسان ژنتیک‌ازاین مانع شوندهای‌(alpha-amylase) استفاده نموده ودربذرهای نخودفرنگی‌ازآن استفاده نموده لاروپشه وسوسک درانبارکردن نخودفرنگی مشکل سازبودندکه باکمک مهندسی ژنتیک این مشکل حل شده است وارقام مقاوم علیه خسارت تولیدشده است.
14.5 سنتزپروتینهای ذخیره ای درشبکه آندوپلاسمی دانه هابه فرم پروتین ذخیره ای توسط ریبوزمهادرشبکه آندوپلاسمی زبر:
بتازگی باسنتزوترکیب نوعی پروتین باپروتینهای ذخیره ای درروزنه وپروتینهای ساختاری ودرموردپرولامینها و
2s-پروتینها پروتینهای ساختاری هستندبه فرمbudding from the membranceگلوبولینهاعمدتاازERتوسطحفره دستگاه گلژی (قسمت1.6)انتقال داده شده به واکوئل کهابتدابدنه پروتین توسط تجزیه تشکیل شده است .یک راه هم بوسیله پروتینهای خاص (مثال گلوبولینهادرآندوسپرم‌گند� �)که مستقیما توسط انتقال از حفره یERغشابه واکوئل بدون گذرازدستگاه گلژی حمل شده است. درواقع عکس عمل فرمیشن درلگوماهابصورت جزئی نشان میدهد.پروتین بافرم ریبوزمی تشکیل ترمینالی اززنجیره پلی پپتیدبایک قسمت بایک برش آبگریزکه یک دنباله برجسته میسازد.بعدازسنتزاین دنباله بابرگشت به یک توقف میرسدودنباله برجسته یک اجتماع باسه مولفه ی دیگرتشکیل میدهد.
شکل گیری این نتایج پیچیده دردهانه یک منفذغشادر
ER: o
باشکل برگشتی پروتین بتازگی تاسیس کرد o
باقیمانده پلی پپتیدهاشاملtermedبشکل موافق درلگوم ها o
زنجیره های بتا درلگوم‌هاکه یکs-sلینکاژدرداخل ERتشکیل شده است. o
همچنین سه مولکول ویراشگرتشکیل شده که این کاراتسهیل میکند o
دراینجایک انجمن کنترل کیفیت تاسیس شدکه توجه آنهابه کیفیت موادبوده که شاهداین هستندکه ازطریق دستگاه گلژی به واکوئلهاجاییکه آلفا-بتاانتقال داده شدهاندزنجیرهاتوسط یک پپتیدازجداشده اند. o
SUUNITSهادرلگومهابه شکل هگزامرتجمع یافته ودراین فرم باقی میمانند. پروتین های ذخیره ای درلگوم هاازتجزیه واکوئل ومشتقات آن حاصل شده اند.زنجیره های موادقندی ویسیلین گلیکوسیلات‌(مثلادرلوبیا)د� �دستگاه گلژی پیشرفته وپیچیده هستندکه به تازگی
2S-PROTEINوپرولامینهاراتوانستندترکی ب کنندکه درروزنهERهم یک دنباله برجسته داشته داشته باشدتکامل دراین پروتینهادرروزنه ERرخ میدهدکه پروتین ساختاری‌توسط جوانه زنی تشکیل میشود. .
14.6 رسوب آمینواسیدهاباعت تجمع پروتین ها وتولیدپروتئن ساختاری:
دانش ماراجع به تجهیزاسیدآمینه هاازپروتین های‌ذخیره ای دردرجه اول ازتحقیق برروی جوانه های تخمهانشات میگیرد.جوانه زدن دراغلب مواردتوسط جذب آب،موجب شده پروتین های ساختاری ترغیب شده‌که یک واکوئل تشکیل بدهندآبکافت پروتینهای ذخیره ای‌وکاتالیزرهابوسیله پروتیناز هااست بصورتیکه غیرفعال میمانندووبایکدیگرباپروتین های ذخیره ای‌،پروتین ساختاری تشکیل میدهند.وپروتینازدوباره‌از طریق روزنه
ERودستگاه گلژی به واکوئل منتقل شده‌تادوباره ترکیب شوند(قسمت14.2)درآغازاین آنزیم هاکمپلکس‌نافعال تشکیل میدهندسپس فعال سازی پروتئینازبوسیله تجزیه موادپروتینی به شکل محدودوکندپیش میرودتایک برش ازدنباله توسط یک قسمت خاص پپتیدازبرداشته شود.باقیمانده پلی پپتیدفعال راپروتئینازنشان میدهد.سیرقهقرایی پروتینهای‌ ذخیره ای‌هم توسطتجزیه موادپروتینی‌محدودشروع می شود.ابتدابرش کوچکی ازنتیجه دنباله پروتین درقالب پروتین ذخیره ای‌برداشته ودرغلات پروتینهای ذخیره ایS-Sپلی میزنندشکاف برداشته وکاهش یافته‌بازشده ودرلحظه حساس خودوآبکافت بوسیله پروتینازمیشودبرای مثال:اگزوپپتیدازهاکه ازاسیدهای آمینه غیرفعال استبعدازآخرین پروتین آمده واندوپپتیدهارادرداخل مولکول ایجادمیکندازمولکولهای دیکردراین فرآینداینست که پروتینهای ذخیره ای درواکوئل کاملاتنزل داده شده‌واسیآمینه های آزاردشده‌بعنوان موادساختمانی درگیاه‌درحال رشدبکارمیرود. 14.2)سنتزلگوم ها:پیش فرم درلگومها بافرم ریبوزمی تشکیل اولین لومن ازERرادرواکوئل دراخرتولیدمیدهد
15 . گلیسیرولیپیدهاموادمتشکله غشاوعملکردذخیره کربن:
گلیسیرولیپیدهااسترهای اسیدهای‌چرب گلیسیرین هستند.تری گلیسیریدشامل یک مولکول گلیسیرن با سه اسید چرب‌است‌برخلاف حیوانات که یک منبع انرژی استدرگیاهان تری گلیسیریدبیشتربه عنوان ذخیره کردن دربذرهاعمل میکندکه دارای روغن نباتی میشوندکه اینگونه بهتراست گلیسیرولیپیدقطبی شامل گلیسیرین ودواسیدچرب میباشدکه این چربی بیشتردرعبورموادازغشاعمل میکنند
منبع:وبلاگ مقالات کشاورزی
royan4.blogsky