fotoszintézis a zöld kén baktériumokbanszerkesztés
a zöld kén baktériumok I. típusú reakcióközpontot használnak a fotoszintézishez. Az I. típusú reakcióközpontok az I. fotorendszer (PSI) baktérium homológja a növényekben és a cianobaktériumokban. A GSB reakcióközpontok bakterioklór-a-t tartalmaznak, és P840 reakcióközpontként ismertek, mivel a gerjesztési hullámhossz 840 nm, amely az elektronok áramlását táplálja. A zöld kénbaktériumokban a reakcióközpont egy nagy antena komplexhez kapcsolódik, amelyet klórszómának neveznek, amely befogja és a fényenergiát a reakcióközpontba juttatja. A kloroszómák abszorpciója a spektrum távoli vörös régiójában 720-750 nm között van, mivel C, d és e bakteriokolorofillt tartalmaznak.a Fenta-Matthews-Olson komplexnek (FMO) nevezett fehérje komplex fizikailag a kloroszómák és a P840 RC között helyezkedik el. Az FMO komplex hatékonyan továbbítja az antena által elnyelt energiát a reakcióközpontba.
a PSI és az I. típusú reakcióközpontok képesek csökkenteni a ferredoxint (Fd), egy erős redukálószert, amely felhasználható a CO
2 rögzítésére és a NADPH csökkentésére. Miután a reakcióközpont (RC) elektronot adott az Fd-nek, oxidálószerré (P840+) válik, amelynek redukciós potenciálja körülbelül +300 mV. Bár ez nem elég pozitív ahhoz, hogy elektronokat távolítson el a vízből az O
2 (E
0 = +820 mV) szintetizálásához, más forrásokból, például H
2S, tioszulfát vagy Fe2+
ionok. Az elektronok ilyen transzportját olyan donoroktól, mint H
2s az FD akceptorhoz lineáris elektron áramlásnak vagy lineáris elektrontranszportnak nevezzük. A szulfidionok oxidációja kén képződéséhez vezet, mint hulladéktermék, amely gömbökként halmozódik fel a membrán extracelluláris oldalán.Ezek a kéngömbök zöld kénbaktériumokat adnak a nevüknek. Amikor a szulfid kimerül, a kéngömböket elfogyasztják, majd szulfáttá oxidálják. A kén oxidációjának útja azonban nem jól ismert.
ahelyett, hogy az elektronokat az Fd-re továbbítanák, a P840 reakcióközpontban lévő Fe-s klaszterek átvihetik az elektronokat menakinon (MQ:MQH
2), amely az elektronokat egy elektrontranszportláncon (etc) keresztül juttatja vissza a P840+ – ba. Az RC felé vezető úton az mqh2 elektronjai áthaladnak egy citokróm bc1 komplexen (hasonlóan a mitokondriumok III komplexéhez), amely h+
ionokat pumpál a membránon. A protonok elektrokémiai potenciálját a membránon keresztül az ATP szintetizálására használják a FoF1 ATP szintáz. Ez a ciklikus elektrontranszport felelős azért, hogy a fényenergiát ATP formájában sejtenergiává alakítsa.
a zöld kénbaktériumok szénmegkötése
a zöld kénbaktériumok fotoautotrófok: nem csak a fényből nyernek energiát, hanem a szén-dioxidot is felhasználhatják egyedüli szénforrásként. A szén-dioxidot a fordított trikarbonsavciklus (rTCA) ciklus segítségével rögzítik, ahol energiát fogyasztanak a szén-dioxid csökkentésére a piruvát és az acetát szintetizálása érdekében. Ezeket a molekulákat nyersanyagként használják a sejtnek a makromolekulák előállításához szükséges összes építőelem szintetizálására. Az rTCA ciklus rendkívül energiahatékony, lehetővé téve a baktériumok növekedését gyenge fényviszonyok között. Azonban számos oxigénérzékeny enzimet tartalmaz, amely korlátozza hatékonyságát aerob körülmények között.
az oxidatív trikarbonsav ciklus megfordításának reakcióit négy enzim katalizálja:
- piruvát: ferredoxin (Fd) – oxidoreduktáz: acetil-CoA + CO2 + 2FDRED + 2h + ca + 6fdox
- ATP-citrát-liáz: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. Azonban a mixotrófia egy formáját mutatják, ahol egyszerű szerves vegyületeket fogyaszthatnak fény és CO2 jelenlétében.
nitrogén fixationEdit
a zöld kén baktériumok többsége diazotróf: képesek a nitrogént ammóniává redukálni, amelyet azután aminosavak szintetizálására használnak.