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HIDRÓLISIS Y BIOSÍNTESIS DE ALMIDÓN, GLUCÓGENO Y CELULOSA

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HIDRÓLISIS Y BIOSÍNTESIS

DE ALMIDÓN, GLUCÓGENO

Y CELULOSA

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Glycogen

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GLUCÓGENO

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GLUCÓGENO

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Adenina difosfoglucosa (ADPG)

ADP-Glucosa

Biosíntesis de glucógeno, activación de la glucosa

ADPG pirofosforilasa: Glc-1-P + ATP ADPG + PPi

UDPG pirofosforilasa: Glc-1-P + UTP UDPG + PPi

Uridina difosfoglucosa (UDPG)

UDP-Glucosa

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Biosíntesis de glucógeno

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Degradación del glucógeno

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ALMIDÓN

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ALMIDÓN

- 20-25% Amilosa

- 75-80% Amilopectina

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Biosíntesis de almidón

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Biosíntesis de

amilopectina

Fig. 3 A model for the synthesis of amylopectin cluster in rice

endosperm. (I) When a unit cluster of amylopectin is completed, a

B2 chain or the longest chain in the cluster is ready to receive

branches for the synthesis of the subsequent cluster. (II) Most of

several branches are localized in a comparatively narrow range. The

branched region will finally be in the amorphous lamella. It is noted

that a few branches formed remotely from the region are cleaned out

by DBE. (III) Chains are elongated by SS activities. SSIII or in

addition, SSI possibly predominates in the reaction. (IV) When the

lengths of chains reach DP of 12 or longer, BEIIb acts specifically on

these chains to make many branches in the restricted region. DBE

also plays an important role to remove a few chains branched in an

improper position. The triangle (∇) and arrows show the sites for the

cleavage and the subsequent branching of chains by BEIIb,

respectively. (V) The resultant chains including newly formed chains

and SSIIa predominantly elongates donor chains, although SSI

probably plays a supporting role by elongating very short chains to

some extent. (VI) The synthesis of the new cluster is completed, and

α-1,6 branches are located both in the amorphous lamellae (closed

circles) and in the crystalline lamellae (open circles) of the cluster.

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Biosíntesis de almidón y glucógeno

AGPase, ADP-glucose pyrophosphorylase; UGPase, UDP-glucose pyrophosphorylase; SS,

soluble starch synthase; GS, glycogen synthase; BE, starch branching enzyme; GBE,

glycogen branching enzyme; ISA, isoamylase; PUL, pullulanase.

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Degradación del almidón

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β-AMYLASE4, a Noncatalytic Protein Required for Starch Breakdown, Acts

Upstream of Three Active β-Amylases in Arabidopsis Chloroplasts

Fulton et al. 2008, Plant Cell 20: 1040-1058

Figure 11.Model Integrating the Roles of the Different BAM Proteins into the Pathway of Starch

Degradation.

This model places BAM3 at the heart of starch degradation. BAM1 plays an overlapping role with

BAM3. Our data indicate that additional α- or β-amylases may also contribute to starch degradation.

Linear malto-oligosaccharides released by the combination of α-amylase and the debranching enzymes

ISA3 and LDA (Delatte et al., 2006), or through the action of disproportionating enzyme (D-enzyme

DPE1; Critchley et al., 2001), may also provide substrates for the β-amylases. The model proposes that

BAM4 acts in a regulatory capacity, upstream of BAM1 and BAM3. A possible target area for regulation

could be the process of glucan phosphorylation, mediated by glucan, water dikinase (GWD; Yu et al.,

2001) and phosphoglucan, water dikinase (PWD; Baunsgaard et al., 2005; Kötting et al., 2005). GWD

activity, like that of BAM1, is reported to be redox-regulated (Mikkelsen et al., 2005; Sparla et al., 2006).

We speculate that maltose levels might modulate the action of BAM4, although this remains to be tested

experimentally.

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Degradación del almidón

Figure 1. Starch degradation by amylolytic enzymes [3]. The open and black coloured circles represent

the reducing and non-reducing sugars, respectively. Note that the cleavage occurs at the reducing sugar.

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CELULOSA

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Biosíntesis de celulosa

Figure 1. Carbon Supply for Cellulose Synthesis at the Plasma Membrane (PM).

CesA complexes, use UDP-Glc as the activated sugar donor for the β-1,4 glucan chain polymerization.

UDP-Glc can be synthesized either by sucrose synthase (SuSy) or UDP-glucose pyrophosphorylase

(UGPase). Phosphorylated (P) plasma membrane-bound forms of SuSy are implicated in carbon supply

for cellulose production. SuSy was also described as a part of a large soluble catalytic domain of the

CesA complexes (proposed by Fujii et al., 2010). Steryl glycosides may act as primers to initiate the

cellulose polymerization (proposed by Peng et al., 2002).

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Degradación

de la celulosa