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植物的细胞壁的成分介绍

2022.9.02

在初生(生长)植物细胞壁中,主要的碳水化合物是纤维素,半纤维素和果胶。 纤维素微纤维通过半纤维素系链连接以形成纤维素 - 半纤维素网络,其嵌入果胶底物中。 在初生细胞壁中最常见的半纤维素是木葡聚糖。在草的细胞壁中,木葡聚糖和果胶的丰度减少,部分被另一种半纤维素的葡糖醛酸阿拉伯木聚糖取代。 原代细胞壁特征性地通过称为酸生长的机制延伸(生长),由扩张蛋白介导,由酸性条件激活的细胞外蛋白质,其修饰果胶和纤维素之间的氢键。这起到增加细胞壁延伸性的作用。 植物表皮的初生细胞壁的外部通常用角质和蜡浸渍,形成称为植物角质层的渗透性屏障。

次生细胞壁(Secondary cell walls)含有多种其他化合物,可改变其机械性能和渗透性能。 构成木材(主要是次生细胞壁)的主要聚合物包括:

纤维素,35-50%。

木聚糖,20-35%,一种半纤维素。

木质素,10-25%,一种复杂的酚类聚合物,渗透纤维素,半纤维素和果胶成分之间的细胞壁中的空间,驱除水分并加强细胞壁。

此外,在大多数植物细胞壁中发现结构蛋白(1-5%); 它们被分类为富含羟脯氨酸的糖蛋白(HRGP),阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGP),富含甘氨酸的蛋白质(GRP)和富含脯氨酸的蛋白质(PRPs)。每一类的糖蛋白是被一个特征性的高度重复的蛋白质序列来定义。 大多数是被糖基化的,含有羟脯氨酸(Hyp)并在细胞壁中交联。 这些蛋白质通常集中在特化细胞和细胞角落中。表皮的细胞壁可含有角质。 根部内皮层中的凯氏带(Casparian strip)和植物树皮的木栓细胞含有木栓质。 角质素和木栓质都是聚酯,其作用是水的运动的渗透屏障。碳水化合物,次级化合物和蛋白质的相对组成在植物之间以及细胞类型和年龄之间变化。 植物细胞壁还含有许多酶,例如水解酶,酯酶,过氧化物酶和转糖基酶(transglycosylases),其作用是切割,修剪和交叉链接细胞壁聚合物。


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