Metabolisme van opslagkoolhydraten

Abstract

Naast andere functies zijn koolhydraten de belangrijkste bron van energie voor alle levende wezens. Bijna 30% van de koolhydraten in planten wordt door elke cel gebruikt voor de biosynthese van de celwand. Koolhydraten moeten ook worden gebruikt voor de synthese van afweerstoffen (secundaire metabolieten) om herbivoren af te schrikken. Dit vereist een continue stroom van koolhydraten van bron naar put. In autotrofe planten wordt CO2 vastgelegd in de groene delen, wat leidt tot de productie van enkelvoudige suikers (monosacchariden). s Nachts worden overtollige fotosynthaten, die als tijdelijk zetmeel in chloroplasten zijn opgeslagen, na omzetting in oplosbare vorm naar andere delen van de plant getransporteerd (fig. 9.1). Suikers worden in de minst reactieve oplosbare vorm getransporteerd, voornamelijk als sacharose van de bron (plaats van synthese) naar de put (plaats van gebruik), hoewel ook andere koolhydraten dan sacharose worden getransporteerd, waaronder raffinose, verbascose en stachyose. Zetmeel is de voornaamste opslagvorm van koolhydraten. Er zijn echter gevallen waarin ook sacharose wordt opgeslagen, b.v. in suikerriet en rode biet. In sommige planten zijn fructanen de opslagvorm van koolhydraten. Bij leden van de grassenfamilie wordt zetmeel in de korrels opgeslagen. Hoewel het koolhydraatmetabolisme in andere organismen vergelijkbaar is, zijn er bepaalde unieke kenmerken waardoor planten zich onderscheiden. Daartoe behoren hun autotrofe aard en de aanwezigheid van een gespecialiseerde klasse van organellen, namelijk de plastiden. Naast plastiden zijn ook cytosol en vacuolen betrokken bij het metabolisme van koolhydraten (Fig. 9.2). Omdat planten zich onder ongunstige milieuomstandigheden niet naar een veiliger plaats kunnen begeven, hebben ze een flexibel metabolisme en vertonen ze vaak alternatieve metabolische routes. In dit hoofdstuk zal de aandacht vooral uitgaan naar het metabolisme van de opslagvorm van koolhydraten in planten.