fotosyntese i de grønne svovlbakterier
de grønne svovlbakterier bruger et type i-reaktionscenter til fotosyntese. Type i reaktionscentre er den bakterielle homolog af fotosystem I (PSI) i planter og cyanobakterier. GSB-reaktionscentrene indeholder bakteriochlorophyll A og er kendt som P840-reaktionscentre på grund af eksitationsbølgelængden på 840 nm, der driver strømmen af elektroner. I grønne svovlbakterier er reaktionscentret forbundet med et stort antena-kompleks kaldet chlorosomet, der fanger og trækker lysenergi til reaktionscentret. Chlorosomerne har en topabsorption i det langt røde område af spektret mellem 720-750 nm, fordi de indeholder bakteriocholorophyll c, d og e. et proteinkompleks kaldet Fenna-Matthe-Olson-komplekset (FMO) er fysisk placeret mellem chlorosomerne og P840 RC. FMO-komplekset hjælper effektivt med at overføre den energi, der absorberes af antena, til reaktionscentret.
PSI-og type i-reaktionscentre er i stand til at reducere ferredoksin (Fd), et stærkt reduktant, der kan bruges til at fikse CO
2 og reducere NADPH. Når reaktionscentret (RC) har givet en elektron til Fd, bliver det et iltningsmiddel (P840+) med et reduktionspotentiale på omkring +300 mV. Selvom dette ikke er positivt nok til at fjerne elektroner fra vand for at syntetisere O
2 (E
0 = +820 mV), kan det acceptere elektroner fra andre kilder som H
2s, thiosulfat eller Fe2+
ioner. Denne transport af elektroner fra donorer som H
2s til acceptoren Fd kaldes lineær elektronstrøm eller lineær elektrontransport. Sulfidioner fører til produktion af svovl som et affaldsprodukt, der akkumuleres som kugler på den ekstracellulære side af membranen.Disse svovlkugler giver grønne svovlbakterier deres navn. Når sulfid er udtømt, forbruges svovlkuglerne og iltes yderligere til sulfat. Imidlertid er vejen for svovloksidering ikke godt forstået.
i stedet for at overføre elektronerne til Fd, kan Fe-s-klyngerne i p840-reaktionscentret overføre elektronerne til menakinon (MK:MKH
2), som returnerer elektronerne til P840+ via en elektrontransportkæde (ETC). På vej tilbage til RC passerer elektronerne fra MKH2 gennem et cytokrom bc1-kompleks (svarende til kompleks III af mitokondrier), der pumper h+
ioner over membranen. Protonernes elektrokemiske potentiale på tværs af membranen bruges til at syntetisere ATP af FOF1 ATP-syntasen. Denne cykliske elektrontransport er ansvarlig for at omdanne lysenergi til cellulær energi i form af ATP.
kulstoffiksering af grønne svovlbakterier
grønne svovlbakterier er fotoautotrofer: de får ikke kun energi fra lys, de kan vokse ved hjælp af kulsyre som deres eneste kilde til kulstof. De fikserer kulsyre ved hjælp af den omvendte rTCA-cyklus (RTCA), hvor energi forbruges for at reducere kulsyre for at syntetisere pyruvat og acetat. Disse molekyler bruges som råmaterialer til at syntetisere alle de byggesten, en celle har brug for for at generere makromolekyler. RTCA-cyklussen er meget energieffektiv, så bakterierne kan vokse under dårlige lysforhold. Det har dog flere iltfølsomme stoffer, der begrænser dets effektivitet under aerobe forhold.
reaktionerne af reversering af den oksidative tricarksilsyrecyklus katalyseres af fire:
- acetyl-CoA + CO2 + 2fdred+ 2h + purpura pyruvat + CoA + 2fdoks
- ATP citratlyase:ACL, acetyl-CoA + oxaloacetate + ADP + Pi ⇌ citrate + CoA + ATP
- α-keto-glutarate:ferredoxin oxidoreductase:succinyl-CoA + CO2 + 2Fdred + 2H+ ⇌ α-ketoglutarate + CoA + 2Fdox
- fumarare reductasesuccinate + acceptor ⇌ fumarate + reduced acceptor
Mixotrophy in green sulfur bacteriaEdit
Green sulfur bacteria are obligate photoautotrophs: they cannot grow in the absence of light even if they are provided with organic matter. De udviser imidlertid en form for blandingsprofi, hvor de kan forbruge enkle organiske forbindelser i nærvær af lys og CO2.
kvælstoffiksering
størstedelen af grønne svovlbakterier er diasotrofer: de kan reducere nitrogen til ammoniak, som derefter bruges til at syntetisere aminosyrer.