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木栓质

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木栓质、角质和木质素结构复杂,它们是高等植物表皮和周皮细胞壁大分子,为植物形成保护屏障。木栓质是一种复杂的聚酯生物聚合物,是亲脂性的,由称为木栓质酸的长链脂肪酸和甘油组成。木栓质和木质素被认为分别与脂质和碳水化合物共价连接,木质素与木栓质共价连接,在较小程度上与角质共价连接。[1][1][2]木栓质是软木的主要成分,以栓皮栎命名。它的主要功能是阻止水和溶质的流动。

1 解剖学和生理学编辑

木栓质是高度疏水的,有点像橡胶。在根中,木栓质沉积在内胚层细胞的径向和横向细胞壁中。这种结构被称为凯氏带,其功能是阻止根吸收的水分和营养物通过质外体进入中柱。相反,水必须通过共质体绕过内皮。这使得植物能够选择进一步进入植物的溶质。因此,它对有害溶质形成了一个重要的屏障。[3]例如,红树林使用木栓质来最大限度地减少沿海栖息地的盐摄入量。

木栓质存在于周皮(或软木)的木栓层。这是树皮的最外层。这一层的细胞已经死亡,并富含木栓质,防止水分从下面的组织中流失。木栓质也可以在其他各种植物结构中找到。例如,它们存在于许多植物茎上的皮孔中,网纹甜瓜果皮的网状结构由近直立的细胞组成。

2 结构和生物合成编辑

木栓质由两个结构域组成,一个多芳香族和多脂族结构域。[4]多芳基化合物主要位于初级细胞壁内,多脂族化合物位于初级细胞壁和细胞膜之间。这两个领域应该是交叉连接的。辛酯单体的准确定性和定量组成因物种不同而异。一些常见的脂肪族单体包括α-羟基酸(主要是18-羟基十八-9-烯酸)和α,ω-二酸(主要是十八-9-烯-1,18-二酸)。多芳基化合物的单体是羟基肉桂酸及其衍生物,如阿魏酰吡胺。

除了芳香族和脂肪族成分外,据报道甘油在一些物种中是主要的子蛋白成分。甘油的作用被认为是连接脂族单体,也可能是在辛酯聚合物组装过程中连接聚丙烯酸酯和聚芳酯。芳族单体的聚合步骤已经表明包括过氧化物酶反应。

脂肪族单体的生物合成与角质生物合成具有相同的上游反应,芳香族化合物的生物合成与木质素生物合成具有相同的上游反应。

根皮酚也存在于木栓质混合物的多环部分。

参考文献

  • [1]

    ^PubMed.

  • [2]

    ^Bernards, M.A. (March 2002). "Demystifying suberin". Canadian Journal of Botany. 80 (3): 227–240(14). doi:10.1139/b02-017. Retrieved 25 April 2019..

  • [3]

    ^Kolattukudy, P. E. (1984). "Biochemistry and function of cutin and suberin". Canadian Journal of Botany. 62 (12): 2918–2933. doi:10.1139/b84-391. ISSN 0008-4026..

  • [4]

    ^Kolattukudy, P. E. (1980). "Biopolyester Membranes of Plants: Cutin and Suberin". Science. 208 (4447): 990–1000. doi:10.1126/science.208.4447.990. ISSN 0036-8075. PMID 17779010..

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