乙烯是什么生物合成(Ethylene Biosynthesis)？

乙烯是一种碳和氢的化合物，化学式为C2H4。它是一种无色、有甜味的气体，由石油化工行业大规模生产，主要用于塑料生产。乙烯也由工厂生产，并作为一种激素，影响许多工厂的关键工序方法。这种小分子作为激素是不寻常的。植物的乙烯生物合成是在各种胁迫下发生的，包括病虫害、干旱和组织损伤。甲硫氨酸是在细胞叶绿体中产生的。乙烯对植物的影响是多方面的它最著名的作用是加速某些水果的成熟，例如苹果、香蕉和西红柿，但不包括柑橘类水果。至少从古埃及人的时代起，人们就知道有些水果通过擦伤可以更快地成熟；通常只需擦伤或割伤一个果实，以加速同一容器中大量贮藏的果实的成熟。直到1901年，乙烯才被确定为引起这种反应的原因，直到20世纪末，植物组织中乙烯生物合成过程的细节才得以揭示。乙烯可用于香蕉的快速成熟。乙烯抑制大多数植物的开花，但促进种子萌发，并以一种有趣的方式影响幼苗的发育，即所谓的"三重反应"。在黑暗条件下生长并暴露在乙烯中的幼苗表现出茎干增厚和缩短的特征，顶端钩的弯曲度增加-一种保护茎尖生长中心的结构乙烯也会破坏叶绿素，产生与秋天的颜色有关的花青素色素，以及叶子的衰老和脱落。由于这种化合物是一种气体，而且和大多数激素一样，在很低的浓度下有效，它可以很容易地在植物组织中扩散，因此，一个工厂生产这种化合物会影响附近的其他工厂。来自工业原料和汽车发动机的乙烯也会影响到植物。苹果在成熟过程中产生乙烯。植物乙烯生物合成的起点是蛋氨酸，叶绿体中产生的一种必需氨基酸，与三磷酸腺苷（ATP）反应生成S-腺苷-L-蛋氨酸（SAM），又称S-腺苷蛋氨酸，由一种叫做SAM合成酶的酶催化。进一步的反应将SAM转化为1-氨基-环丙烷-1-羧酸（ACC），由ACC合成酶催化。最后，ACC与氧气反应生成乙烯、氰化氢和二氧化碳，在ACC氧化酶的催化下，氰化氢被另一种酶转化为无害化合物，乙烯的生物合成不会释放任何有毒化学物质。乙烯可以影响幼苗的发育，ACC合成酶是植物对胁迫的反应，产生更多的ACC，从而产生更多的乙烯，这种胁迫可能表现为虫害或植物病害的侵袭，也可能是由于对环境因素如干旱、寒冷或洪水。有害化学物质也会造成压力，导致乙烯的产生。植物激素生长素，如果大量存在，会刺激乙烯的产生。生长素类除草剂，如2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D），模仿这种激素的作用，产生乙烯在许多工厂生产虽然这些除草剂的确切作用模式尚不清楚，但似乎过量的乙烯生成可能在易感物种的植物死亡中起作用。截至2011年，植物乙烯生物合成的目的是积极研究。鉴于这种激素的广泛作用，它可能有多种作用，在幼苗的情况下，它似乎是响应土壤对正在发育的幼苗的抵抗而产生的，并引发有助于保护生长中心的生长反应，也有证据表明它可能在抗病性方面发挥作用；实验研究表明，缺乏乙烯反应的植物对某些疾病更敏感。植物可能通过乙烯生物合成对干旱作出反应。