【摘要】 我们描述了使用逆向生物合成核磁共振分析建立玉米（Zea mays）籽粒中淀粉的葡萄糖（Glc）单元的代谢史。

谷物种子是储存产品积累期间代谢产物的重要汇，种子是人类和动物营养的重要组成部分。了解支持存储产品形成的代谢相互转化（网络）可以为这些主要营养源的有效代谢工程提供基础。[1]我们描述了使用逆向生物合成核磁共振分析建立玉米（Zea mays）籽粒中淀粉的葡萄糖（Glc）单元的代谢史。玉米仁培养物用[U-（13）C（6）] Glc，[U-（13）C（12）]蔗糖或[1,2-（13）C（2）]乙酸盐作为补品生长。19天后，将淀粉水解，并通过定量核磁共振分析确定所得Glc的同位素异构体组成。[1，乙酸2-（13）C（2）]乙酸酯未掺入淀粉。[U-（13）C（6）] Glc或[U-（13）C（12）]蔗糖的多糖Glc单元具有相似的标记模式，主要由[1,2,3-（13）C（ 3）]和[4,5,6-（13）C（3）]-异构体，而[U-（13）C（6）]-，[3,4,5,6-（13） C（4）]-，[1,2-（13）C（2）]-，[5,6-（13）C（2）]，[3-（13）C（1）]和[ 4-（13）C（1）]-异构体的含量较低。这些异位异构体的组成表明，Glc在通过糖酵解，生糖途径和戊糖磷酸途径的酶掺入淀粉之前，有广泛的循环利用。[5,6-（13）C（2）]-异构体的相对较高的丰度可以通过糖酵解/糖原形成和磷酸戊糖途径的联合操作来解释。[U-（13）C（6）] Glc或[U-（13）C（12）]蔗糖的多糖Glc单元具有相似的标记模式，主要由[1,2,3-（13）C（ 3）]和[4,5,6-（13）C（3）]-异构体，而[U-（13）C（6）]-，[3,4,5,6-（13） C（4）]-，[1,2-（13）C（2）]-，[5,6-（13）C（2）]，[3-（13）C（1）]和[ 4-（13）C（1）]-异构体的含量较低。这些异位异构体的组成表明，Glc在通过糖酵解，生糖途径和戊糖磷酸途径的酶掺入淀粉之前，有广泛的循环利用。[5,6-（13）C（2）]-异构体的相对较高的丰度可以通过糖酵解/糖原形成和磷酸戊糖途径的联合操作来解释。[U-（13）C（6）] Glc或[U-（13）C（12）]蔗糖的多糖Glc单元具有相似的标记模式，主要由[1,2,3-（13）C（ 3）]和[4,5,6-（13）C（3）]-异构体，而[U-（13）C（6）]-，[3,4,5,6-（13） C（4）]-，[1,2-（13）C（2）]-，[5,6-（13）C（2）]，[3-（13）C（1）]和[ 4-（13）C（1）]-异构体的含量较低。这些异位异构体的组成表明，Glc在通过糖酵解，生糖途径和戊糖磷酸途径的酶掺入淀粉之前，有广泛的循环利用。[5,6-（13）C（2）]-异构体的相对较高的丰度可以通过糖酵解/糖原形成和磷酸戊糖途径的联合操作来解释。6-（13）C（2）]，[3-（13）C（1）]和[4-（13）C（1）]-异构体的含量较低。这些同位素异构体组合物表明，在糖基化酶通过糖酵解，生糖和磷酸戊糖途径的酶掺入淀粉之前，存在大量的再循环。[5,6-（13）C（2）]-异构体的相对较高的丰度可以通过糖酵解/糖原形成和磷酸戊糖途径的联合操作来解释。6-（13）C（2）]，[3-（13）C（1）]和[4-（13）C（1）]-异构体的含量较低。这些异位异构体的组成表明，Glc在通过糖酵解，生糖途径和戊糖磷酸途径的酶掺入淀粉之前，有广泛的循环利用。[5,6-（13）C（2）]-异构体的相对较高的丰度可以通过糖酵解/糖原形成和磷酸戊糖途径的联合操作来解释。

 

[1] Erich Glawischnig and others, Starch Biosynthesis and Intermediary Metabolism in Maize Kernels. Quantitative Analysis of Metabolite Flux by Nuclear Magnetic Resonance, Plant Physiology, Volume 130, Issue 4, December 2002, Pages 1717–1727

 

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