Glucose is een eenvoudige suiker van de zes-koolstof. Planten synthetiseren glucose uit kooldioxide en water als een eindproduct van fotosynthese, het proces dat maakt gebruik van zonlicht voor de plant om te gebruiken als energie. De Midden-reeks van chemische reacties betrokken heet de Calvin-Benson-cyclus. Het produceert drie-koolstof suikers genoemd glyceraldehyde 3-fosfaat of G3P, die op hun beurt worden gebruikt voor het synthetiseren van glucose.
Ingangen aan de cyclus van Calvin
De planten gebruiken zonlicht om een elektron-carrier molecuul genaamd nicotinamide adenine dinucleotide-fosfaat (NADPH) en een ander molecuul genaamd adenosinetrifosfaat (ATP) te maken. ATP en NADPH leveren energie voor de Calvin-cyclus. De andere belangrijke component voor de cyclus van Calvin is kooldioxide, die de plant wordt toegevoegd aan een vijf-koolstof suiker ribulose biphosphate (RuBP) genoemd. Het enzym dat kooldioxide aan RuBP hecht heet rubisco.
Stappen in de cyclus van Calvin
Het toevoegen van dat CO2 aan de RuBP creëert een unstable zes-koolstof-suiker die onmiddellijk breekt in twee 3-fosfoglyceraat moleculen. Moleculen van ATP doneren fosfaat groepen zodat 3-fosfoglyceraat in 1,3-biphosphoglycerate. Vervolgens doneren moleculen van NADPH elektronen ter vermindering van 1,3-biphosphoglycerate aan een aldehyde glyceraldehyde-3-fosfaat of G3P genoemd.
Een aan elke zes moleculen van G3P geproduceerd wordt gesponnen uit, terwijl de rest worden gebruikt voor het regenereren van de RuBP. G3P is een startpunt voor de synthese van vele andere moleculen, met inbegrip van glucose.
In Glucose en Beyond
Met de hulp van een enzym genaamd een aldolase, worden twee moleculen van G3P gebruikt voor het maken van een zes-koolstof suiker fructose-1,6-biphosphate, die op zijn beurt wordt omgezet naar fructose-6-fosfaat met het verlies van een fosfaatgroep genoemd. Een enzym genaamd hexose fosfaat isomerase omgezet fructose-6-fosfaat in glucose-1-fosfaat, die verder kan worden gewijzigd, afhankelijk van of het zal worden gebruikt voor het maken van sacharose of zetmeel. Zetmeel kan worden geproduceerd binnen de chloroplast, terwijl sacharose (ook wel lijstsuiker genoemd) wordt geproduceerd in het cytosol van de cel.
Belang
Sucrose is een disacharide, of twee-suiker compound, gemaakt door lid te worden van een molecule fructose en een molecule van glucose. Glucose en fructose zijn structurele isomeren, wat betekent dat ze hebben allebei de dezelfde molecuulformule, maar de atomen verbonden zijn anders. Sacharose kan vervoerd worden in de fabriek te voeden cellen die doen niet photosynthesize; deze zelfde suikers kunnen energie leveren voor mensen en andere dieren alsook. Zetmeel zijn polymeren van glucose moleculen door planten gebruikt voor het opslaan van energie--in de vorming van zaden of knollen zoals aardappelen, bijvoorbeeld.
