GIBBERELLIC ACID: MGA KATANGIAN, SYNTHESIS, FUNCTION - CHEMISTRY - 2025

Ang gibberellic acid ay isang halaman ng halaman na endogenously ng lahat ng mga vascular halaman (sa itaas). Ito ay may pananagutan sa pag-regulate ng paglaki at pag-unlad ng lahat ng mga organo ng gulay.

Gibberellic acid, na kabilang sa pangkat ng mga hormone ng halaman na kilala bilang "gibberellins". Ito ay ang pangalawang compound ng kemikal na inuri bilang isang halaman ng halaman (paglago ng sangkap ng paglaki) at, magkasama, ang mga gibberellins ay isa sa mga pinaka-pinag-aralan na phytohormones sa lugar ng pisyolohiya ng halaman.

Gibberellic acid chemical istraktura (Pinagmulan: nilikha ng Minutemen gamit ang BKchem 0.12 sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang Gibberellins (o mga gibberellic acid) ay unang nakahiwalay noong 1926 ng siyentipikong Hapon na si Eiichi Kurosawa mula sa fungus ng Gibberella fujikuroi. Ang G. fujikuroi ay ang pathogen na may pananagutan sa sakit na "pipi na halaman", na nagiging sanhi ng labis na pagpapahaba ng stem sa mga halaman ng bigas.

Gayunpaman, hindi ito hanggang sa unang bahagi ng 1950s na ang kemikal na istraktura ng gibberellic acid ay pinahusay. Pagkaraan ng ilang sandali, maraming mga compound na may katulad na istraktura ang nakilala, na nagsasaad na sila ay mga endogenous na produkto ng mga organismo ng halaman.

Ang Gibberellic acid ay may maraming mga epekto sa metabolismo ng mga halaman, isang halimbawa ng kung saan ay ang pagpapahaba ng mga tangkay, pagbuo ng pamumulaklak at pag-activate ng mga tugon ng nutrisyon ng nutrisyon sa mga buto.

Sa kasalukuyan, higit sa 136 na mga "gibberellin-like" compound ay naiuri, alinman sa endogenous sa mga halaman, nagmula sa mga exogenous microorganism, o synthetically na ginawa sa isang laboratoryo.

katangian

Sa halos lahat ng mga aklat-aralin, ang gibberellic acid o gibberellin ay pinaikling sa mga titik na GA, A3, o Gas at ang mga salitang "gibberellic acid" at "gibberellin" ay madalas na ginagamit nang walang pagkakaiba.

Ang Gibberellic acid, sa form na GA1 nito, ay may formula ng molekula C19H22O6 at ipinamamahagi sa buong mundo sa lahat ng mga organismo ng kaharian ng halaman. Ang form na ito ng hormone ay aktibo sa lahat ng mga halaman at nakikilahok sa regulasyon ng paglaki.

Chemical, ang mga gibberellic acid ay may gulugod na binubuo ng 19 hanggang 20 carbon atom. Ang mga ito ay mga compound na binubuo ng isang pamilya ng tetracyclic diterpene acid at ang singsing na bumubuo sa gitnang istraktura ng tambalang ito ay ent -giberelane.

Gibberellic acid ay synthesized sa maraming iba't ibang mga bahagi ng halaman. Gayunpaman, napansin na sa embryo ng mga buto at sa meristematic na mga tisyu ang mga ito ay ginawa sa mas malaking dami kaysa sa iba pang mga organo.

Mahigit sa 100 sa mga compound na inuri bilang mga gibberellins ay walang mga epekto tulad ng mga phytohormones per se, ngunit ang mga biosynthetic precursors ng mga aktibong compound. Ang iba pa, sa kabilang banda, ay mga pangalawang metabolite na hindi aktibo ng ilang cellular metabolic pathway.

Ang isang pangkaraniwang katangian ng mga aktibong hormonally aktibong gibberellic acid ay ang pagkakaroon ng isang hydroxyl group sa kanilang carbon atom sa posisyon 3β, bilang karagdagan sa isang pangkat na carboxyl sa carbon 6 at isang γ-lactone sa pagitan ng mga carbon atoms 4 at 10.

Sintesis

Ang daanan ng gibberellic acid synthesis ay nagbabahagi ng maraming mga hakbang sa synthesis ng iba pang mga terpenoid compound sa mga halaman, at ang mga hakbang ay natagpuan na ibinahagi sa landas ng produksiyon ng terpenoid sa mga hayop.

Ang mga cell ng halaman ay may dalawang magkakaibang metabolic pathway upang simulan ang gibberellin biosynthesis: ang mevalonate pathway (sa cytosol) at ang methylerythritol phosphate pathway (sa mga plastik).

Sa mga unang hakbang ng parehong mga ruta, ang geranylgeranyl pyrophosphate ay synthesized, na kumikilos bilang isang precursor skeleton para sa paggawa ng gibberellin diterpenes.

Ang landas na karamihan ay nag-aambag sa pagbuo ng mga gibberellins ay nangyayari sa mga plastik, sa pamamagitan ng landas ng methylerythritol phosphate. Ang kontribusyon ng cytosolic pathway ng mevalonate ay hindi gaanong kahalagahan ng mga plastid.

Kumusta naman ang geranylgeranyl pyrophosphate?

Sa synthesis ng gibberellic acid, mula sa geranylgeranyl pyrophosphate, tatlong magkakaibang uri ng mga enzymes ang lumahok: terpene synthases (cyclases), cytochrome P450 m izaoxygenases at 2-oxoglutarate-depend dioxygenases.

Ang Cytochrome P450 muslanxygenases ay kabilang sa pinakamahalaga sa proseso ng synthesis.

Ang mga enzymes ent -copalyl diphosphate synthase at ent -kaurene synthase ay nagpapatawad ng pagbabago ng methylerythritol phosphate upang ent -kaurene. Sa wakas, ang cytochrome P450 m maheryxygenase sa mga plastik ay nag-oxidize ng ent -kauren, na nagko-convert sa gibberellin.

Ang metabolic pathway ng gibberellin synthesis sa mas mataas na halaman ay lubos na inalagaan, gayunpaman, ang kasunod na metabolismo ng mga compound na ito ay nag-iiba nang malaki sa pagitan ng iba't ibang mga species at kahit sa pagitan ng mga tisyu ng parehong halaman.

Mga Tampok

Ang Gibberellic acid ay kasangkot sa maraming mga proseso ng physiological sa mga halaman, lalo na sa mga aspeto na may kaugnayan sa paglago.

Ang ilang mga eksperimento sa genetic engineering batay sa disenyo ng genetic mutants kung saan ang mga gen na coding para sa gibberellic acid ay "tinanggal" na posible upang matukoy na ang kawalan ng phytohormone na ito ay nagreresulta sa mga dwarf halaman, kalahati ng laki ng mga normal na halaman.

Epekto ng kawalan ng gibberellic acid sa mga halaman ng barley (Pinagmulan: CSIRO sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Gayundin, ipinapakita ng mga eksperimento ng parehong kalikasan na ang mga mutants para sa gibberellic acid ay nagpapakita ng mga pagkaantala sa pag-unlad ng halaman at pagbuo (pagbuo ng bulaklak). Bukod dito, kahit na ang dahilan ay hindi natukoy nang may katiyakan, isang mas mababang halaga ng kabuuang messenger RNAs ay napansin sa mga tisyu ng mga halaman ng mutant.

Nakikilahok din ang mga gibberellins sa kontrol ng photoperiodic ng pagpahaba ng mga tangkay, na ipinakita kasama ang exogenous application ng gibberellins at ang induction ng photoperiods.

Dahil ang gibberellin ay nauugnay sa pag-activate ng pagpapakilos at pagwawasak ng mga reserbang sangkap na nilalaman sa mga buto, ang isa sa mga pinaka-karaniwang nabanggit na pag-andar sa bibliograpiya ay ang paglahok nito sa pagtaguyod ng pagtubo ng mga binhi ng maraming mga species ng halaman .

Ang Gibberellic acid ay kasangkot din sa iba pang mga pag-andar tulad ng pag-ikot ng cell, extensibility, kakayahang umangkop at pagpasok ng mga microtubule sa cell wall ng mga cell cells.

Mga aplikasyon sa industriya

Ang Gibberellins ay malawak na sinasamantala sa industriya, lalo na sa mga tuntunin ng agronomy.

Ang exogenous application nito ay isang karaniwang kasanayan upang makamit ang mas mahusay na magbubunga ng iba't ibang mga pananim ng interes sa komersyal. Lalo na kapaki-pakinabang ito para sa mga halaman na may isang malaking halaga ng mga dahon at kilala upang mag-ambag sa pagpapabuti ng nutrisyon pagsipsip at asimilasyon.

Mga Sanggunian

1. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Ang pisyolohiya at pag-unlad ng halaman.
2. Pessarakli, M. (2014). Handbook ng pisyolohiya ng halaman at pananim. CRC Press.
3. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2000). Mga pundasyon ng pisyolohiya ng halaman (Hindi. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
4. Buchanan, BB, Gruissem, W., & Jones, RL (Eds.). (2015). Biochemistry at molekular na biology ng mga halaman. John Wiley at Mga Anak.
5. Lemon, J., Clarke, G., & Wallace, A. (2017). Ang application ba ng gibberellic acid ay isang kapaki-pakinabang na tool para sa pagtaas ng oat production ?. Sa »Paggawa ng Higit Pa sa Kulang», Mga pamamaraan ng ika-18 na Australian Agronomy Conference 2017, Ballarat, Victoria, Australia, 24-28 Setyembre 2017 (p. 1-4). Australian Society of Agronomy Inc.
6. BRIAN, PW (1958). Gibberellic acid: Ang isang bagong hormone ng halaman na kinokontrol ang paglago at pamumulaklak. Journal ng Royal Society of Arts, 106 (5022), 425-441.