fotosynteesi vihreässä rikkibakteerissa
vihreät rikkibakteerit käyttävät fotosynteesissä tyypin I reaktiokeskusta. Tyypin I reaktiokeskukset ovat fotosysteemi I: n (PSI) bakteerihomologia kasveissa ja syanobakteereissa. GSB-reaktiokeskuksissa on bakterioklorofylli A: ta ja ne tunnetaan P840-reaktiokeskuksina elektronien virtausta säätelevän magnetointiaallonpituuden 840 nm vuoksi. Vihreissä rikkibakteereissa reaktiokeskus liittyy suureen Antena-kompleksiin nimeltä klorosomi, joka kaappaa ja kanavoi valoenergiaa reaktiokeskukseen. Klorosomien absorptiohuippu on spektrin kaukana punaisella alueella välillä 720-750 nm, koska ne sisältävät bakteriokolorofylliä c, d ja e. proteiinikompleksi nimeltä Fenna-Matthews-Olson (FMO) sijaitsee fysikaalisesti klorosomien ja P840 RC: n välissä. FMO-kompleksi auttaa tehokkaasti siirtämään antenan absorboiman energian reaktiokeskukseen.
PSI ja tyypin I reaktiokeskukset kykenevät pelkistämään ferredoksiinia (FD), vahvaa pelkistintä, jolla voidaan korjata CO
2 ja pelkistää NADPH. Kun reaktiokeskus (RC) on antanut elektronin Fd: lle, siitä tulee hapettava aine (P840+), jonka pelkistyspotentiaali on noin +300 mV. Vaikka tämä ei ole tarpeeksi positiivinen irrottaakseen elektroneja vedestä syntetisoidakseen O
2 (E
0 = +820 MV), se voi ottaa vastaan elektroneja muista lähteistä, kuten H
2S, tiosulfaatti tai Fe2+
ioneja. Tätä elektronien siirtämistä luovuttajilta, kuten H
2S, vastaanottajalle Fd kutsutaan lineaariseksi elektronivirraksi tai lineaariseksi elektronikuljetukseksi. Sulfidi-ionien hapettuminen johtaa rikin tuotantoon jätetuotteena, joka kertyy palloina kalvon solunulkoiselle puolelle.Nämä rikkipallot antavat vihreille rikkibakteereille nimensä. Kun sulfidi ehtyy, rikkiglobulit kuluvat ja hapettuvat edelleen sulfaatiksi. Rikin hapettumisreittiä ei kuitenkaan tunneta hyvin.
sen sijaan, että elektronit siirtyisivät Fd:lle, P840-reaktiokeskuksessa olevat Fe-s-klusterit voivat siirtää elektronit menakinonille (MQ: MQH
2), joka palauttaa elektronit P840+: lle elektroninsiirtoketjun (ETC) kautta. Paluumatkalla MQH2: n elektronit kulkevat sytokromi bc1-kompleksin (samanlainen kuin mitokondrioiden kompleksi III) läpi, joka pumppaa h +
ioneja kalvon poikki. Kalvon poikki olevien protonien sähkökemiallista potentiaalia käytetään ATP: n syntetisoimiseen FoF1-ATP-syntaasilla. Tämä syklinen elektronikuljetus muuttaa valoenergian soluenergiaksi ATP: n muodossa.
vihreän rikkibakteerin hiilensidonta
vihreät rikkibakteerit ovat fotoautotrofeja: ne eivät saa energiaa vain valosta, vaan ne voivat kasvaa käyttämällä hiilidioksidia ainoana hiilenlähteenään. Ne korjaavat hiilidioksidin käyttämällä käänteistä trikarboksyylihapposykliä (rTCA), jossa energiaa kuluu hiilidioksidin pelkistämiseen pyruvaatin ja asetaatin syntetisoimiseksi. Näitä molekyylejä käytetään raaka-aineina syntetisoimaan kaikki solun tarvitsemat rakennuspalikat makromolekyylien tuottamiseksi. RTCA-sykli on erittäin energiatehokas, minkä ansiosta bakteerit voivat kasvaa heikossa valaistuksessa. Kuitenkin se on useita happea herkkiä entsyymejä, jotka rajoittavat sen tehokkuutta aerobisissa olosuhteissa.
oksidatiivisen trikarboksyylihappokierron kääntymisreaktioita katalysoivat neljä entsyymiä:
- pyruvaatti: ferredoksiini (Fd) oksidoreduktaasi: asetyyli-CoA + CO2 + 2FDRED + 2h + ⇌ pyruvaatti + CoA + 2fdox
- ATP-sitraattilyaasi: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. Niissä esiintyy kuitenkin mixotrofiaa, jossa ne voivat kuluttaa yksinkertaisia orgaanisia yhdisteitä valon ja hiilidioksidin läsnä ollessa.
typen kiinnityssuhde
suurin osa vihreistä rikkibakteereista on diatsotrofeja: ne voivat pelkistää typen ammoniakiksi, jota sitten käytetään aminohappojen syntetisointiin.