Sükroz Fosfat Sentaz (SPS) Sükroz Fosfat Sentaz (SPS) , ayçiçeğinde (Helianthus annuus) karbon metabolizması, enerji depolaması ve stres toleransı açısından en kritik enzimlerden biridir.sükroz sentezinin düzenleyici basamağını katalizleyerek bitkide fotosentez ürünlerinin (özellikle trioz fosfatların) sükroza dönüştürülmesini sağlar.
1. Enzimin Tanımı ve Tepkimesi
Özellik Açıklama
Tam Adı Sucrose-Phosphate Synthase (EC 2.4.1.14)
Tepkime UDP-glukoz + Fruktoz-6-fosfat → Sükroz-6-fosfat + UDP
Görev Fotosentez sonrası karbonun sükroza dönüştürülmesi
Kofaktör Mg²⁺, UDP-glukoz
Lokalizasyon Sitozol (özellikle floem yakınında)
2. Sükroz Metabolizmasındaki Rolü SPS, sükroz sentezinin hız kısıtlayıcı basamağını yönetir.
UDP-Glukoz + Fruktoz-6-P → (SPS) → Sükroz-6-P → (SPP) → Sükroz
Bu süreç, yapraklarda sentezlenen şekerin gövde ve tohumlara taşınmasını sağlar.
3. Bitkideki Görevleri
Süreç SPS Aktivitesi Etkisi
Fotosentez sonrası karbon taşınımı Artar Şekerlerin floem yoluyla taşınması
Tohum dolumu ve olgunlaşma Artar Karbonun depo nişastasına çevrilmesi
Vejetatif büyüme dönemi Orta Enerji akışı dengelenir
Stres koşulları (kuraklık, tuz) Azalır veya fosforilasyonla baskılanır Enerji önceliği savunmaya kayar
Işık artışı / düşük sıcaklık Artar Karbon fiksasyonu hızlanır
4. SPS Gen Ailesi (Ayçiçeği)
Gen Lokalizasyon Fonksiyon
HaSPS1 Yaprak Fotosentez sonrası sükroz sentezi
HaSPS2 Kök Şeker taşınımı ve enerji regülasyonu
HaSPS3 Tohum Sükroz → Nişasta dönüşümü
HaSPS4 Gövde / floem Karbon dağılımı ve stres adaptasyonu
5. Fosforilasyonla Düzenlenme SPS aktivitesi, fosforilasyon / defosforilasyon döngüsüyle düzenlenir.
Durum SPS Aktivitesi Etkileyen Faktör
Işıkta ↑ Artar Defosforilasyon → aktif hâl
Karanlıkta / stres altında ↓ Azalır Fosforilasyon → inaktif hâl
ABA, tuz stresi ↓ Azalır Stres sinyaliyle fosforilasyon
Salisilik Asit / Azot takviyesi ↑ Artar Karbon–azot dengesinin desteklenmesi
6. Hormon Etkileşimleri
Hormon Etki Açıklama
Abscisik Asit (ABA) Azaltıcı Stres sırasında karbon akışını sınırlayabilir
Giberellin (GA₃) Artırıcı Tohum gelişiminde SPS aktivitesini teşvik eder
Salisilik Asit (SA) Artırıcı Savunma metabolizmasında karbon sağlanması
Etilen (ETH) Azaltıcı Yaşlanma ve enerji düşüşü
Jasmonik Asit (JA) Düzenleyici Karbon yeniden dağılımı sağlar
7. Diğer Enzimlerle Etkileşim
Enzim Etkileşim Etki
Sükroz Fosfataz (SPP) Doğrudan partner Sükroz-6-fosfat → Sükroz dönüşümü
İnvertaz (INV) Zıt çalışır Sükroz yıkımıyla denge sağlar
Sükroz Sentaz (SuSy) Paralel çalışır Nişasta dönüşüm döngüsüne karbon sağlar
Amilaz / MDH Enerji metabolizmasında tamamlayıcı Karbon dönüşüm hızını dengeler
8. Fizyolojik ve Tarımsal Önemi
Uygulama Amaç Sonuç
Verim artışı SPS genlerinin ekspresyonunu artırmak Şeker taşınımı ve depo verimi yükselir
Kuraklık toleransı SPS fosforilasyonunu düzenlemek Enerji dengesi korunur
Tohum kalitesi Karbonun nişasta ve lipidlere yönlendirilmesi Yağ içeriği artar
Fotosentetik verim SPS aktivitesinin artırılması Daha etkin karbon fiksasyonu
9. Moleküler Özellikler
Özellik Değer
Protein Uzunluğu 1050–1150 amino asit
Moleküler Ağırlık 120–130 kDa
İzoenzimler SPSA, SPSB, SPSC, SPSD
Optimum pH 7.0–7.5
Optimum Sıcaklık 30–35 °C
Kofaktör Mg²⁺
İnhibitörler Fosforilasyon, düşük pH, ATP fazlalığı
10. Özetle
Sükroz Fosfat Sentaz (SPS) , ayçiçeğinde sükroz sentezinin anahtar düzenleyici enzimidir.
Fotosentez sonrası karbon akışını yönetir ve tohum dolumu – enerji metabolizması süreçlerinde belirleyicidir.
Işık, azot, SA ve GA₃ gibi faktörler aktiviteyi artırırken, ABA ve stres fosforilasyonu baskılar.
Tarımsal açıdan, yüksek SPS aktivitesi , verim artışı ve stres toleransı ile doğrudan ilişkilidir.
