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Biogenetischer Stoffwechsel

  • Peter Schopfer
  • Axel Brennicke
Chapter
Part of the Springer-Lehrbuch book series (SLB)

Zusammenfassung

In den vorigen Kapiteln zur Stoffwechselphysiologie standen die assimilatorischen und die dissimilatorischen Reaktionsbahnen des Stoffwechsels im Vordergrund. Dieser Bereich wird auch mit dem Begriff Energiestoffwechsel gekennzeichnet. Daneben umfaßt das Stoffwechselgeschehen eine Fülle synthetischer Prozesse, welcher hier nur an einigen Beispielen behandelt werden können. Nicht nur die wachsende Pflanze muß beständig eine Vielzahl organischer Verbindungen neu aufbauen. Da viele Moleküle, z.B.die RNA und die Enzymproteine, einem mehr oder minder raschen Umsatz unterworfen sind, muß die Pflanze auch dann einen aktiven, synthetischen Stoffwechsel durchführen, wenn keine Netto-Zunahme der Körpersubstanz erfolgt. Die anabolischen (aufbauenden) Stoffwechselprozesse sind im Gegensatz zu den katabolischen (abbauenden) Reaktionsbahnen stets endergonisch, d. h. sie verlaufen unter Verbrauch meist großer Mengen an photosynthetisch oder dissimilatorisch bereitgestellter freier Enthalpie. Als Energieüberträger dienen vorwiegend Phosphatanhydride (meist ATP) und Reduktionsäquivalente (meist NADPH). Die Bausteine für die biogenetischen Stoffwechselprozesse sind in der Regel einfache Metaboliten aus der Glycolyse, dem Citratoder dem Pentosephosphatcyclus. Es handelt sich vor allem um Carbonsäuren (z.B. Acetat, Pyruvat, 2-Oxoglutarat und die daraus abgeleiteten Aminosäuren) und verschiedene Zucker (Triosen, Pentosen, Hexosen). Man pflegt diesen Bereich, in dem katabolische und anabolische Reaktionsbahnen zusammenlaufen, auch als Intermediärstoffwechsel zu bezeichnen. Im grünen Blatt sind die Chloroplasten in erheblichem Umfang am anabolischen Stoffwechsel beteiligt. Diese Organellen verfügen über eine hohe Kapazität zur Synthese von Aminosäuren, Proteinen, Fettsäuren und Lipiden. Die Synthesen können hier direkt von der Photosynthese mit freier Enthalpie (über NADPH und ATP) versorgt werden.

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Weiterführende Literatur

  1. Bartley GE, Scolnik PA (1995) Plant carotenoids: Pigments for photoprotection, visual attraction, and human health. Plant Cell 7:1027–1038PubMedCentralPubMedGoogle Scholar
  2. Beale SI (1990) Biosynthesis of the tetrapyrrole pigment precursor, δ-aminolevulinic acid, from glutamate. Plant Physiol 39:1273–1279CrossRefGoogle Scholar
  3. Boudet AM, Grima-Pettenati J (1996) Lignin genetic engineering. Mol Breeding 2:25–39CrossRefGoogle Scholar
  4. Boudet AM, Lapierre C, Grima-Pettenati J (1995) Biochemistry and molecular biology of lignification. New Phytol 129: 203–236CrossRefGoogle Scholar
  5. Cunningham FX, Gantt E (1998) Genes and enzymes of carotenoid biosynthesis in plants. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 49:557–583PubMedCrossRefGoogle Scholar
  6. Ellis BE, Kuroki GW, Stafford HA (eds) (1994) Genetic engineering of plant secondary metabolism. Plenum, New York London (Ree Adv Phytochem, vol XXVIII)Google Scholar
  7. Goodwin TW (ed) (1988) Plant pigments. Acadmic Press, London San Diego New YorkGoogle Scholar
  8. Harbourne JB (1995) Ökologische Biochemie. Spektrum, HeidelbergCrossRefGoogle Scholar
  9. Heller W, Forkmann G (1993) Biosynthesis of flavonoids. In: Harborne JB (ed) The flavanoids: Advances in research since 1986. Chapman & Hall, London, pp 499–535CrossRefGoogle Scholar
  10. Herrman KM (1995) The shikimate pathway: Early steps in the biosynthesis of aromatic compounds. Plant Cell 7:907–919 Holton TA, Cornish EC (1995) Genetics and biochemistry of anthocyanin biosynthesis. Plant Cell 7:1071–1083Google Scholar
  11. Kleinig H (1989) The role of plastids in isoprenoid biosynthesis. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 40:39–59CrossRefGoogle Scholar
  12. Kutchan TM (1995) Alkaloid biosynthesis — the basis for metabolic engineering of medical plants. Plant Cell 7:1059–1070PubMedCentralPubMedGoogle Scholar
  13. Luckner M (1990) Secondary metabolism in microorganisms, plants, and animals, 3rd edn. Springer, Berlin Heidelberg New York TokyoCrossRefGoogle Scholar
  14. Matile P (1984) Das toxische Kompartiment der Pflanzenzelle. Naturwiss 71:18–24CrossRefGoogle Scholar
  15. McGarvey DJ, Croteau R (1995) Terpenoid metabolism. Plant Cell 7:1015–1026PubMedCentralPubMedGoogle Scholar
  16. Mothes K, Schütte HR, Luckner M (eds) (1985) Biochemistry of alkaloids. Verlag Chemie, WeinheimGoogle Scholar
  17. Ohlrogge J, Browse J (1995) Lipid biosynthesis. Plant Cell 7:957–970PubMedCentralPubMedGoogle Scholar
  18. Reinbothe S, Reinbothe C (1996) Regulation of chlorophyll biosynthesis in angiosperms. Plant Physiol 111:1–7PubMedCentralPubMedGoogle Scholar
  19. Rhodes MJC (1994) Physiological roles for secondary metabolites in plants: Some progress, many outstanding problems. Plant Mol Biol 24:1–20PubMedCrossRefGoogle Scholar
  20. Roberts MF, Wink M (eds) (1998) Alkaloids. Biochemistry, ecology, and medical applications. Plenum, New YorkGoogle Scholar
  21. Sommerville C, Browse J (1991) Plant lipids: Metabolism, mutants, and membranes. Science 252:80–87CrossRefGoogle Scholar
  22. Thomas H (1997) Chlorophyll: A symptom and a regulator of plastid development. New Phytol 136:163–181CrossRefGoogle Scholar
  23. Whetten RW, MacKay JJ, Sederoff RR (1998) Recent advances in understanding lignin biosynthesis. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 49:585–609PubMedCrossRefGoogle Scholar

In Abbildungen und Tabellen zitierte Literatur

  1. Boudet AM, Lapierre C, Grima-Pedretti J (1995) New Phytol 129:203–236CrossRefGoogle Scholar
  2. Brett CT, Waldron KW (1996) Physiology and biochemistry of plant cell walls, 2nd edn. Chapman and Hall, LondonGoogle Scholar
  3. Hess D (1964) Umschau 64:758–762Google Scholar
  4. Holton TA, Cornish EC (1995) Plant Cell 7:1071–1083PubMedCentralPubMedGoogle Scholar
  5. Murphy DJ, Rawsthorne S, Hills MJ (1993) Seed Sci Res 3:79–95CrossRefGoogle Scholar
  6. Reznik H (1975) Ber Dtsch Bot Ges 88:179–190Google Scholar
  7. Schopfer P, Siegelmann HW (1968) Plant Physiol 43:990–996PubMedCentralPubMedCrossRefGoogle Scholar
  8. Whetten R, Sederoff R (1995) Plant Cell 7:1001–1013PubMedCentralPubMedGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999

Authors and Affiliations

  • Peter Schopfer
    • 1
  • Axel Brennicke
    • 2
  1. 1.Institut für Biologie II, BotanikUniversität FreiburgFreiburgDeutschland
  2. 2.Allgemeine BotanikUniversität UlmUlmDeutschland

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