Прорастающее зерно

Cтраница 3

Запасные белки, находящиеся в эндосперме или семядолях, малорастворимы ( или вовсе не растворимы) в воде, не проходят через клеточные оболочки, не используются непосредственно развивающимся зародышем. При прорастании семян они претерпевают глубокий распад с образованием растворимых и подвижных аминокислот. Гидролизуются белки под действием протеолитиче-ских ферментов. В прорастающих зернах пшеницы активность протеиназы усиливается приблизительно в 40 раз и гидролиз белков протекает с большой скоростью. Из получившихся аминокислот синтезируются новые белки, идущие на питание развивающегося зародыша и построение тканей растения. [31]

Подобное увеличение активности ферментов также наблюдается при обработке гибберелловой кислотой изолированного алейронового слоя. При инкубации клеток алейронового слоя в присутствии гибберелловой кислоты и С14 - аминокислот образуется меченая сс-ами-лаза. Еще не установлено, обусловлено ли увеличение активности других гидролитических ферментов также синтезом de novo. Такая возможность кажется вполне вероятной. Наблюдаемое в прорастающих зернах пшеницы и ячменя увеличение активности - амилазы обусловлено активацией особого рода. Амилаза локализована в крахмалсодержащих клетках эндосперма. Во время созревания зерна эти клетки утрачивают ядра и дыхательный аппарат. Амила-за синтезируется в процессе формирования зерна, а затем инактивируется, соединяясь дисуль-фидными связями с запасными белками клеток эндосперма. Во время прорастания эти дисуль-фидные связи восстанавливаются веществами, высвобождающимися из клеток алейронового слоя, вследствие чего и происходит резкое возрастание активности р-амилазы. [32]

Ранее отмечалось, что крахмал ферментами дрожжей не1 сбраживается. Его превращение в сбраживаемые дрожжами сахаристые вещества производится при помощи ферментов солода. Эти ферменты: а-амилаза, Ььамилаза и декстриназа - находятся в неактивном состоянии уже в исходном зерне, переходя в активное при его проращивании. Но основную задачу необходимо решать при минимальном расходовании крахмала прорастающего зерна и максимальном освобождении частиц крахмала от окружающих их оболочек и его растворении, так как не использованный на прорастание зерна крахмал сам яляется сырьем для получения спирта. Важную роль, с экономической точки зрения, особенно в условиях промышленного производства, играет и длительность проращивания: скорость прорастания зерна увеличивается, а длительность соответственно уменьшается с повышением температуры, но одновременно возрастает и скорость накопления в зерне патогенных микроорганизмов - бактерий и грибов. [33]

Ферментативные процессы известны человеку с глубокой древности. Народы многих стран издавна владели искусством приготовления хлеба, сыра, уксуса на основе переработки растительного и животного сырья. Однако современный этап в развитии энзимологии относится к нвчалу прошлого века. Кирхгоф установил, что крахмал превращается в сахвр под действием некоторых веществ, находящихся в прорастающих зернах ячменя. Дальнейший шаг вперед в этом направлении был сделан французскими химиками А. Пирсо, которые в 1833 г. показали, что термолабильный фактор, получаемый из солодового экстракта путем осаждения спиртом, обладает способностью гидролизовать крахмал; они назвали его диастазой. Вскоре разгорелся спор о природе брожения, в котором участвовали крупнейшие представители естествознания того времени. Па стер придерживался мнения, что брожение вызывается живыми микроорганизмами и, следовательно, связано исключительно с их жизнедеятельностью. Берцелиус в ( 837 г. показал, что ферменты - это катализаторы, поставляемые живыми клетками. Именно тогда появились термины фермент ( от лат. Стало ясным, что дрожжевой сок содержит сложную смесь ферментов ( названную зимазой) и эти ферменты способны функционировать как внутри, так и вне клеток. [34]

Относительные изменения сухой массы эндосперма и зародыша при прорастании ячменя. [35]

Хорошо изученным примером прорастания семян, богатых полисахаридами, служит прорастание ячменя. Было показано, что у ячменя синтез а-амилазы и других ферментов происходит в наружных слоях эндосперма под воздействием гиббереллина, выделяемого зародышем. Наружные слои эндосперма содержат резервный белок, служащий источником аминокислот для белкового синтеза. Этот процесс и соответствующие экспериментальные исследования описаны в разд. На рис. 16.20 приведен пример, иллюстрирующий роль гормонов на ранних стадиях прорастания. Появление амилазы в прорастающих зернах ячменя можно также изучать, размалывая зерна в воде, фильтруя суспензию, центрифугируя фильтрат и определяя затем амилазную активность полученного прозрачного экстракта с помощью раствора крахмала. [36]

Страницы: 1 2 3