【正确答案】在植物体内淀粉可通过水解和磷酸解两种方式降解:
参与淀粉水解的酶有多种,包括淀粉酶(α-淀粉酶和β-淀粉酶)、脱支酶和麦芽糖酶。α-淀粉酶可随机催化淀粉任何部位的α(1→4)糖苷键的水解,又称内切淀粉酶。此酶作用于淀粉时,直链淀粉被水解为麦芽糖(90/%)、少量麦芽三糖和葡萄糖。当它作用于支链淀粉时,因它不能水解α(1→6)糖苷键,所以其产物除了麦芽糖、少量麦芽三糖和葡萄糖外,还有一些包含分支点的片段(α-极限糊精)。
淀粉酶作用于淀粉时,从非还原端开始,逐次以麦芽糖为单位切断α(1→4)糖苷键,但该酶不能水解α(1→6)糖苷键,也不能越过分支点作用。此酶作用于直链淀粉时,可将淀粉分子全部水解为麦芽糖。当它作用于支链淀粉时,只有55/%的支链被水解为麦芽糖,剩下的包含分支点的片段为β-极限糊精。
极限糊精中α(1→6)糖苷键可被R酶(脱支酶)水解。在α-淀粉酶、β-淀粉酶、R酶的协同作用下,支链淀粉可被彻底水解,主要产物是麦芽糖。麦芽糖在植物体内很少积累,一旦产生,即被α-葡萄糖苷酶(麦芽糖酶)分解为葡萄糖。
淀粉的磷酸解指在较高浓度的磷酸存在下,由淀粉磷酸化酶催化,将磷酸作用于α(1→4)糖苷键,使淀粉链非还原端葡萄糖残基生成G-1-P,当直链淀粉磷酸解时,它可彻底磷酸解为G-1-P。支链淀粉磷酸解时,当降解到每一条链距第一分支点5~6个葡萄糖残基时,降解则停止,从而留下磷酸化酶极限糊精。此极限糊精可在5聚糖转移酶及脱支酶的作用下脱去分支,最后在磷酸化酶的作用下降解为G-1-P。淀粉磷酸化酶催化的反应是可逆的,普遍认为,磷酸化酶的作用主要是使淀粉分解。
在植物体内淀粉的合成是先合成直链淀粉(可通过淀粉合酶途径和淀粉磷酸化酶途径)。
淀粉合酶是一种葡萄糖基转移酶,它催化以ADPG、UDPG为葡萄糖基供体,在引物存在下,将ADPG、UDPG的葡萄糖转移到“引物”非还原端C4上的反应,上述反应重复进行,多糖链沿非还原性端不断延长,最后形成直链淀粉分子。
淀粉磷酸化酶也可以催化淀粉合成反应,在有少量葡聚糖作为“引物”的存在下,淀粉磷酸化酶催化葡萄糖-1-磷酸的糖基结合于引物非还原端的C4上,形成了新的α(1→4)糖苷键。所以多糖链是沿非还原端方向逐渐延长而形成直链淀粉的。
支链淀粉的合成还需要淀粉分支酶(又称Q酶),Q酶可从α(1→4)葡聚糖链的非还原端拆开一个低聚糖片段,并将其转移到毗邻的α(1→4)葡聚糖链的非末端残基上并以α(1→6)糖苷键相连,从而形成一个分支。
支链淀粉合成过程为:首先在淀粉合酶作用下产生聚合度不大的α(1→4)葡聚糖,然后在Q酶作甩下,形成一个分支,淀粉合酶则催化这两个非还原末端的延长,当链增长到一定程度,在Q酶作用下再次分支,然后再延长。这样,延长反应和分支反应交替进行,最后产生了支链淀粉分子。
【答案解析】