Образование дубильных веществ

Конденсированные таннины являются полимерами флавоноидов и образуются как продукты фенилпропаноидного метаболизма. Образование конденсированных дубильных веществ является следствием окислительных реакций, катализируемых ферментами фенолоксидазного или пероксидазного типа.

Гидролизуемые таннины состоят из остатков галловой кислоты, которые в основном связаны с молекулами гексоз. Галловые кислоты у растений образуются преимущественно по шикиматному пути.

Образование лигнина

Лигнин образуется при полимеризации 3 монолигнолов: л-кумарового, синапового и кониферилового спиртов.

Пероксидазное окисление оксикоричных спиртов (называемых также монолигнолами) происходит с промежуточным образованием свободных фсноксильных (ароксильных) радикалов.

Конденсация таких радикалов приводит к образованию димеров (дилигнолов), которые опять подвергаются атаке пероксидазой, образуя димерные свободные радикалы. Последние, в свою очередь, вовлекаются в конденсацию с моно-, диили более высоко олигомерными лигнолами, и процесс завершается формированием неупорядоченного трехмерного полимера, названного лигнином.

Лигнификация происходит во вторичной клеточной стенке, куда должны поступать либо сами оксикоричные спирты, либо соответствующие гликозиды. Последние подвергаются гидролизу под действием специфичной Р-гликозидазы, содержащейся в клеточных стенках.

В модельных опытах было показано, что для нормального протекания процесса лигнификации важное значение имеет присутствие в клеточных стенках целлюлозных и гемицеллюлозных волокон, которые служат как бы матрицами в ходе формирования нативного лигнина [см.: 11, с. 164].

Регуляция процессов образования фенольных соединений осуществляется с использованием множественных способов. Предпринята попытка основные способы регуляции биосинтеза фенольных соединений представить в виде следующей классификации [см.: Там же, с. 178]:

• — существование изоферментов с аллостерическим контролем их активности;
• — существование изоферментов с различной субстратной специфичностью;
• — различная внутриклеточная компарментация ферментов и изоферментов;
• — существование специфических эндогенных ингибиторов ферментов;
• — образование полиферментных комплексов;
• — обратимое фосфорилирование — дефосфорилирование, сопровождающееся активацией — дезактивацией.

Кроме этих внутренних факторов осуществляется и регуляция под влиянием внешних воздействий: света, температуры, условий минерального питания, атаки патогенов.

Таким образом, синтез фенольных соединений происходит как в цитозоле, так и в хлоропластах, где существуют два независимых пути синтеза ароматических соединений. Для синтеза фенольных соединений растение использует основные метаболические пути, связанные с образованием углеводов, аминокислот, липидов.

К настоящему времени полностью доказано функционирование всех звеньев шикиматного пути у высших растений. Однако организация и регуляция шикиматного пути у растений имеет свою специфику. В отличие от грибов, а также некоторых бактерий и водорослей у высших растений не удалось обнаружить существования прочно связанных мультиферментных комплексов. Для растений характерна различная внутриклеточная компартментация изозимов. Для большей надежности изозимы, кроме их пространственного разделения, различным образом регулируются конечными продуктами шикиматного пути и ионами металлов [см.: Там же, с. 101].