A mechanizmus a fotoszintézis anoxikus
A fotoszintézis - a folyamat konvertáló fényenergia, ami a kialakulását ATP szintézis és redukálószer (NADP # 8729; H2) szükséges CO2 megkötésére. valamint egy kapcsolódó szintézisét sejtes komponensek.
Anoxiás (bakteriális), fotoszintézis jelentősen eltér a fotoszintézis a magasabbrendű növények:
1. A víz itt szolgálhat egy hidrogéndonor, és ezért az ilyen fotoszintézis nem kíséri a kibocsátás a O2.
2. A hidrogéndonorként használható H2 S; H2 vagy szerves vegyületek.
Fotoszintetikus apparátus három fő részből áll:
1. A fény-betakarító antenna kompleksy- szükséges elfog fény. Ezek közé a fény-betakarító pigmentek elnyelő fényenergiát, és azt továbbítja a reakció központok. A "antenna" működnek pigmentek: bakterioklorofillek a, c, d, e, és a karotinoidok. Néhány lila baktériumokat tartalmazó bakterioklorifil az. azt is ellátja a funkcióját „antenna”. Fény-betakarító pigmentek vannak elrendezve formájában komplexek molekulákkal vagy fehérjék és lokalizáltak a MTC és származékai - tilakoidok (lila baktériumok), vagy chlorosomes (y zöld baktériumok) vagy CPM (y geliobaktery).
2. fotokémiai reakció központ (RC) - egy transzmembrán fehérje-pigment komplexek. lokalizálható tilakoidok vagy MTC. A DC konverzió akkor elektromágneses energia kémiai formában.
A készítmény tartalmaz egy primer DC elektron donor, elektron akceptor primer, szekunder elektron akceptor, a másodlagos elektrondonort, és a karotinoidok, és specifikus fehérjék.
Az elsődleges elektrondonor mindig egy hosszú hullámhosszú formabakteriohlorofilla.
Elsődleges elektron akceptor eltérő a különböző csoportokban fototróf baktériumok: lehet egy BCL (y zöld kén) és bakteriofeofitin vagy (y bíbor kén és a nem-kén).
Nature szekunder elektron akceptor is eltérő a különböző csoportok lehetnek ubikinon. vagy menakinon (mint a bíbor baktériumok), vagy zhelezoserotsentry (y zöld kén baktériumok). Lehet, hogy egy, vagy több.
A szerepe másodlagos elektron donor típusú citokrómok aktus.
3. A harmadik komponens a fotoszintetikus apparátus - a fotoszintetikus elektrontranszport rendszer. Adjon elektrontranszport párosulva az energiatároló ATP molekulák. Ez áll elektron-hordozóként - citokrómok. [A citokróm - olyan fehérjék, amelyek prosztetikus csoportok zhelezoporfirinovye] elektrontranszport lánc lokalizálódik a membránokat (tilakoidok vagy MTC).
Tekintsük a mechanizmus a fotoszintézis lila baktériumok.
Fény-betakarító pigmentek lila baktériumok: a BCL, d, e és a karotinoidok elnyelni a fényt energia, amely átadódik a reakciót központ bakterioklorofill a. bakterioklorofill molekula válik elektronikusan gerjesztett állapotot és oxidált (kitett fotooxidációs), amely egy elektron révén számos más pigmentek - elsődleges akceptorok (bakterioklorofill bakteriofeofitin.) ubikinonhoz - szekunder elektron akceptor. Ubiquinon szilárdan össze van kötve, hogy a membrán: hosszú hidrofób farok tartja ubikinon a membrán.
(Plasztidokban növényekben - plasztokinon). [Kinon - gyűrűs karbonil-vegyületet két karboxicsoportot tartalmaz.]
Ennek eredményeként a fotooxidációs bakterioklorofill molekula, amely képes elfogadó elektronokat újra. (A képződött pozitív töltésű „lyuk”, amelyek nagyobb affinitást mutatnak a elektronok). Recovery bakterioklorofill molekula fordul elő elektron befogási a legközelebbi citokróm c - egy másodlagos elektron donor (elektron-hordozó ez a gyenge elektron donor). Ez megakadályozza, hogy az elektronok visszatér a bakterioklorofill.
A RC nagy energiájú elektronsugár át kinonná szabad molekula elektorontransportnuyu áramkört, amely a közelében DC. Megkülönböztetése ciklusos és nem ciklusos útvonal által elektorontransportnoy elektrontranszfer lánc.
A lila baktériumok tipikus ciklikus elektron átviteli útvonal. Ebben az esetben, az elektron-hordozóként keresztül továbbított elektronok elektorontransportnoy áramkört, és visszatér a „az a hely” a bakterioklorofill molekula (most a legkisebb energia). Fotoszintetikus elektrontranszport eredményez trasmembrannogo proton elektrokémiai gradiens és ezt követő szintézis ATP által membrán enzim ATP szintáz. A fotoszintézis során a fény energiáját átalakítjuk egy elektrokémiai, majd kémiai energia formájában (ATP képződik). Ezt a folyamatot nevezik foszforiláció.
Továbbá ATP ketrec igényel redukálószer bioszintetikus célra. Fototróf baktériumok forrásként C főleg a CO2. CO2 csökken szénhidrátok, fehérjék, lipidek, amelyből a szerkezeti elemek a sejt épülnek.
A ciklikus elektron transzport (bíbor, zöld, fonalas baktériumok) egy redukáló NAD (P) # 8729; H2 szükséges exogén elektron donor. Ezekre a célokra, lila kén baktériumok segítségével vegyület: H2 S, S, tioszulfát (S2 O3 2 # 1471;), szulfit SO3 2 # 1471;. vagy H2 vagy szerves vegyületek. Az elektronok átkerülnek a exogén donorok NAD + (és ferredoxin), amelyet ezt követően a NAD # 8729; H2. Elektron transzfer előfordul ellen elektrokémiai grádiens miatt keletkező energia alatt körbefutó. Ezután NAD # 8729; H2 átalakul NAD (P) # 8729; H2 alkalmazásával a transzhidrogenáz enzim.
Aciklusos path elektrontranszfer történik zöld baktériumok. Ez a következő: egy elektron levált RC bakterioklorofill molekula nem tért vissza rá, és továbbítjuk a primer akceptor (bakterio), majd áthalad a láncvivők elektorontransportnoy oxidált NAD +. NAD amelyet redukálunk, # 8729; H2.
De a zöld baktériumok is szükség exogén elektron-donor (H2S, stb) - visszaállítani bakterioklorofill reakció központok.
CO2 asszimiláció lila baktériumok jelentkezik a Calvin-ciklus - redukáló pentóz-foszfát-ciklusban (például a zöld növények). CO2 akceptor ebben a hurokban aktusok aktivált molekulát pentóz (ribulóz-1,5-foszfát). Az enzim reakciót katalizáló ribulozodifosfatkarboksilaza öblítő CO2 pentóz és ezt követő hasításával kapott molekula hexóz két 3-foszfoglicerinsav, amelyet ezután egy sorozat egymást követő enzimes reakciók kialakulásához vezető glükóz molekulák.
A zöld baktérium asszimilációs CO2 történik Arnon ciklusban (Reverse Krebs-ciklus). Ebben a CO2 elfogadott szerves savakat (PVC, FEP), az eredmény egy csuka (oxál-sav) - a végső termék ciklust.
A teljes bakteriális fotoszintetikus reakció segítségével hidrogén-szulfid lehet kifejezni a következő egyenlet szerint:
ahol (CH2 O) - általános képletű org. a szigeteken kialakított CO2.