GLIOXISOMES ลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ - ชีววิทยา - 2025

glyoxisomesเป็นระดับเฉพาะของ microbodies มักจะพบในเมล็ดงอกของพืชอุดมไปด้วยน้ำมัน (น้ำมัน)

มีเอนไซม์ที่ช่วยเปลี่ยนน้ำมันที่มีอยู่เป็นสารสำรองในเมล็ดพืชให้เป็นคาร์โบไฮเดรต การแปลงนี้เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการงอก

ไกลอกซิโซมและออร์แกเนลล์อื่น ๆ ภายในเซลล์พืช นำมาและแก้ไขจาก: Gevictor จาก Wikimedia Commons

คาร์โบไฮเดรตสามารถระดมไปยังต้นอ่อนได้ง่ายกว่าเพื่อใช้ในระหว่างการเจริญเติบโต พบออร์แกเนลล์ที่คล้ายกันในโพรทิสต์และเชื้อราบางชนิด

ออร์แกเนลล์เหล่านี้ถูกเรียกว่า "คล้ายไกลอกซิโซม" Glyoxysomes ได้รับการตั้งชื่อเช่นนี้เนื่องจากมีเอนไซม์ที่เข้าร่วมในวัฏจักรของไกลออกซีเลต

วัฏจักรของไกลออกซีเลตเป็นวิถีการเผาผลาญที่เกิดขึ้นในไกลออกซิโซมของเซลล์พืชเชื้อราบางชนิดและโปรติสต์ นี่คือการปรับเปลี่ยนวัฏจักรกรดซิตริก

ใช้กรดไขมันเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต วิถีการเผาผลาญนี้มีความสำคัญมากสำหรับเมล็ดพืชในระหว่างกระบวนการงอก

Microbodies

ไมโครบอดี้เป็นออร์แกเนลล์ที่มีรูปร่างคล้ายถุงอยู่ในไซโทพลาซึมของเซลล์ มีลักษณะเป็นทรงกลมและล้อมรอบด้วยเมมเบรนเดี่ยว

พวกมันทำหน้าที่เป็นภาชนะที่มีกิจกรรมการเผาผลาญ นอกจาก glyoxysomes แล้วยังมีจุลินทรีย์อื่น ๆ เช่นเพอรอกซิโซมไกลโคโซมหรือกลูโคโซมและร่างกายของ Woronin

peroxisomes

เพอรอกซิโซมเป็นไมโครบอดี้ที่มีลักษณะเฉพาะของยูคาริโอตซึ่งประกอบด้วยเอนไซม์ออกซิเดสและคาตาเลส คริสเตียนเดอดูฟและผู้ทำงานร่วมกันอธิบายครั้งแรกในปีพ. ศ. 2508

เพอรอกซิโซมมีความจำเป็นในการเผาผลาญไขมันเนื่องจากมีเอนไซม์ออกซิเดชั่นที่สามารถทำหน้าที่กับพวกมันได้ เอนไซม์เหล่านี้สลายไขมันและผลิต Acetyl-CoA

พวกมันทำหน้าที่ส่วนใหญ่กับไขมันที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงทำลายมันเพื่อออกซิเดชั่นในไมโทคอนเดรีย นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในการย่อยสลายคอเลสเตอรอลสำหรับการสังเคราะห์กรดน้ำดี

นอกจากนี้ยังมีเอนไซม์สำหรับเส้นทางการเผาผลาญที่สำคัญหลายอย่างเช่นการเผาผลาญของสารประกอบที่เป็นอันตรายในตับ (เช่นแอลกอฮอล์) พวกเขามีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ฟอสโฟลิปิดไตรกลีเซอไรด์และไอโซพรีนอยด์

ชื่อของพวกเขามาจากการที่พวกมันออกซิไดซ์พื้นผิวโดยใช้โมเลกุลออกซิเจนเพื่อสร้างไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

ร่างกายของ Woronin

ร่างกายของ Woronin เป็นจุลินทรีย์เฉพาะของเชื้อรา Ascomycota ฟังก์ชั่นไม่ชัดเจนทั้งหมด หนึ่งในสิ่งเหล่านี้เชื่อว่าจะปิดรูขุมขนในผนังกั้นของ hyphae สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อเกิดความเสียหายของเส้นใยเพื่อลดการสูญเสียไซโทพลาซึมที่เป็นไปได้

กลูโคโซม

ไกลโคโซมเป็นเพอรอกซิโซมที่มีเอนไซม์สำหรับไกลโคไลซิสและการนำพิวรีนกลับมาใช้ใหม่ พบในโปรโตซัวไคเนโทพลาสติด (Kinetoplastea) สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ขึ้นอยู่กับไกลโคไลซิสในการผลิต ATP เท่านั้น

แผนภาพอย่างง่ายของ peroxisome ถ่ายและเรียบเรียงจาก: Agateller.

การค้นพบไกลออกซิโซม

Glyoxysomes ถูกค้นพบโดย Harry Beevers นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษและนักศึกษาหลังปริญญาเอกชื่อ Bill Breidenbach การค้นพบออร์แกเนลล์เหล่านี้เกิดขึ้นระหว่างการศึกษาการไล่ระดับซูโครสเชิงเส้นของเอนโดสเปิร์มโฮโมจีเนต

นักวิจัยสองคนนี้แสดงให้เห็นในการศึกษาว่าเอนไซม์ของวัฏจักรไกลออกซิเลตพบในส่วนหนึ่งของออร์แกเนลล์ที่ไม่ใช่ไมโทคอนดรีออน ออร์แกเนลล์นี้เรียกว่าไกลออกซิโซมเนื่องจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ในวัฏจักรไกลอกซิเลต

การค้นพบไกลออกซิโซมของ Beever ช่วยปูทางให้นักวิจัยคนอื่น ๆ พบเพอรอกซิโซม ส่วนหลังเป็นออร์แกเนลล์คล้ายกับไกลออกซิโซมซึ่งพบในใบของพืช

การค้นพบนี้ยังช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับการเผาผลาญเปอร์ออกซิโซมในสัตว์ได้อย่างมาก

ลักษณะทั่วไปของไกลออกซิโซม

ลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งที่ช่วยให้สามารถรับรู้ไกลอกซีโซมได้คือปริมาณคาตาเลสของพวกมันเช่นเดียวกับความใกล้ชิดกับเนื้อไขมัน

พบได้ในเมล็ดของพืชและยังพบได้ในเชื้อราที่มีเส้นใย

โครงสร้าง

มีลักษณะเป็นทรงกลมมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 0.5 ถึง 1.5 μmและมีการตกแต่งภายในแบบละเอียด บางครั้งพวกมันมีโปรตีนที่เป็นผลึกรวมอยู่ด้วย

พวกมันเกิดจากเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบเอนโดเมมเบรน พวกมันขาดจีโนมและเชื่อมโยงกันด้วยเมมเบรนเดียว

คุณสมบัติ

การมีส่วนร่วมใน gluconeogenesis

Glyoxysomes มีส่วนร่วมใน gluconeogenesis พืชเป็นสิ่งมีชีวิตเดียวที่สามารถเปลี่ยนไขมันเป็นน้ำตาลได้ ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อสำรองของเมล็ดพืชที่เก็บไขมัน

ในผักß-oxidation เกิดขึ้นกับจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในใบ (peroxisomes) และในเมล็ด (glyoxysomes) ของเมล็ดพืชน้ำมันที่อยู่ในกระบวนการงอก

ปฏิกิริยานี้ไม่เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรีย หน้าที่ของß-oxidation คือการให้โมเลกุลของสารตั้งต้นของน้ำตาลจากไขมัน

กระบวนการß-oxidation ของกรดไขมันที่เกิดขึ้นใน microbodies ทั้งสองชนิดมีความคล้ายคลึงกัน acetyl-CoA ที่ได้จากการออกซิเดชั่นนี้จะเข้าสู่วัฏจักรของไกลออกซีเลตเพื่อผลิตสารตั้งต้นของน้ำตาลก่อนที่พืชที่กำลังพัฒนาจะสามารถดำเนินกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้

วัฏจักรของไกลออกซีเลต

โดยพื้นฐานแล้ววัฏจักรของไกลออกซิเลตของไกลออกซิโซมเป็นวิถีการเผาผลาญที่ปรับเปลี่ยนของวงจรไมโทคอนเดรียเครบส์ วัฏจักรของไกลออกซีเลตหลีกเลี่ยงขั้นตอนการสลายตัว

การกระโดดนี้ช่วยให้สามารถผลิตสารตั้งต้นของคาร์โบไฮเดรต (oxaloacetate) บนเส้นทางนี้ไม่มีการสูญเสีย CO2 Acetyl-CoA จากการเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาของวัฏจักรไกลออกซีเลต

การล้างพิษด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

ในเมล็ดพืชβ-oxidation ของกรดไขมันจะทำให้เกิดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ คาตาเลสของไกลออกซิโซมมีบทบาทสำคัญในระหว่างกระบวนการล้างพิษของสารประกอบนี้

ปฏิกิริยาเหล่านี้ซึ่งไมโทคอนเดรียมีส่วนเกี่ยวข้องด้วย ได้แก่ วัฏจักรของไกลออกซาเลตซึ่งเกิดขึ้นในใบเลี้ยงของเมล็ดพืชน้ำมันบางชนิด

ต่อมาในการพัฒนาใบเลี้ยงจะโผล่ขึ้นมาจากพื้นดินและเริ่มรับแสง ในขณะนั้นมีการลดลงอย่างรวดเร็วในการทำงานของเอนไซม์ไกลอกซิโซมในไกลออกซิโซม

ในขณะเดียวกันก็มีการผลิตเอนไซม์เพิ่มขึ้นตามแบบฉบับของเพอรอกซิโซม ข้อเท็จจริงนี้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยจาก glyoxysomes เป็น peroxisomes ที่มีส่วนร่วมใน photorespiration กำลังเกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงที่ก้าวหน้าจากไมโครบอดี้ประเภทหนึ่งไปสู่อีกประเภทหนึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วในการทดลอง

อ้างอิง

1. วงจร Glyoxylate บน Wikipedia ดึงมาจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxylate_cycle
2. ไกลออกซิโซม บน Wikipedia กู้คืนจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Glyoxysome
3. ไอเอเกรแฮม (2008) การระดมน้ำมันที่เก็บเมล็ดพันธุ์ การทบทวนชีววิทยาพืชประจำปี
4. N. Kresge, RD Simoni & RL Hill (2010). การค้นพบ glyoxysomes: ผลงานของ Harry Beevers วารสารเคมีชีวภาพ.
5. K. Mendgen (1973). Microbodies (glyoxysomes) ในโครงสร้างการติดเชื้อของ Uromyces phaseoli สิ่งมีชีวิตอยู่ในเซลล์ของสัตว์และพืช
6. M. Parsons, T. Furuya, S. Pal, P. Kessler (2001). การกำเนิดทางชีวภาพและการทำงานของเพอรอกซิโซมและไกลโคโซม ปรสิตวิทยาโมเลกุลและชีวเคมี.