fotosinteza în bacteriile cu sulf verde
bacteriile cu sulf Verde utilizează un centru de reacție de tip I pentru fotosinteză. Centrele de reacție de tip I sunt omologul bacterian al fotosistemului I (PSI) la plante și cianobacterii. Centrele de reacție GSB conțin bacterioclorofilă a și sunt cunoscute sub numele de centre de reacție P840 datorită lungimii de undă de excitație de 840 nm care alimentează fluxul de electroni. În bacteriile cu sulf verde, Centrul de reacție este asociat cu un complex antena mare numit clorozom care captează și canalizează energia luminii către Centrul de reacție. Clorozomii au o absorbție maximă în regiunea roșie îndepărtată a spectrului între 720-750 nm, deoarece conțin bacteriocolorofilă c, d și e. un complex proteic numit complexul Fenna-Matthews-Olson (FMO) este situat fizic între clorozomi și P840 RC. Complexul FMO ajută la transferul eficient al energiei absorbite de antena către Centrul de reacție.
centrele de reacție PSI și de tip I sunt capabile să reducă ferredoxina (Fd), un reductor puternic care poate fi utilizat pentru a fixa CO
2 și pentru a reduce NADPH. Odată ce Centrul de reacție (RC) a dat un electron Fd, acesta devine un agent oxidant (P840+) cu un potențial de reducere de aproximativ +300 MV. Deși acest lucru nu este suficient de pozitiv pentru a îndepărta electronii din apă pentru a sintetiza o
2 (e
0 = +820 MV), poate accepta electroni din alte surse precum h
2S, tiosulfat sau Fe2+
ioni. Acest transport de electroni de la donatori precum H
2S la acceptorul Fd se numește flux liniar de electroni sau transport liniar de electroni. Oxidarea ionilor de sulfură conduce la producerea de sulf ca produs rezidual care se acumulează ca globule pe partea extracelulară a membranei.Aceste globule de sulf dau numele bacteriilor verzi de sulf. Când sulfura este epuizată, globulele de sulf sunt consumate și oxidate în continuare în sulfat. Cu toate acestea, calea oxidării sulfului nu este bine înțeleasă.
în loc să treacă electronii pe Fd, clusterele Fe-s din Centrul de reacție P840 pot transfera electronii în menaquinonă (MQ:MQH
2) care returnează electronii la P840+ printr-un lanț de transport de electroni (ETC). Pe drumul de întoarcere la RC, electronii din MQH2 trec printr-un complex citocrom bc1 (similar cu complexul III al mitocondriilor) care pompează ioni H+
peste membrană. Potențialul electrochimic al protonilor de-a lungul membranei este utilizat pentru a sintetiza ATP de către fof1 ATP sintază. Acest transport ciclic de electroni este responsabil pentru transformarea energiei luminoase în energie celulară sub formă de ATP.
fixarea carbonului bacteriilor verzi de sulfedit
bacteriile verzi de sulf sunt fotoautotrofe: nu numai că obțin energie din lumină, dar pot crește folosind dioxidul de carbon ca sursă unică de carbon. Acestea fixează dioxidul de carbon folosind ciclul invers al acidului tricarboxilic (rTCA) ciclu în care energia este consumată pentru a reduce dioxidul de carbon pentru a sintetiza piruvatul și acetatul. Aceste molecule sunt folosite ca materii prime pentru a sintetiza toate blocurile de construcție de care are nevoie o celulă pentru a genera macromolecule. Ciclul rTCA este foarte eficient din punct de vedere energetic, permițând bacteriilor să crească în condiții de lumină scăzută. Cu toate acestea, are mai multe enzime sensibile la oxigen care limitează eficiența în condiții aerobe.
reacțiile de inversare a ciclului acidului tricarboxilic oxidativ sunt catalizate de patru enzime:
- piruvat: ferredoxină (Fd) oxidoreductază: acetil-CoA + CO2 + 2Fdred + 2h + piruvat de 2fdox + CoA +
- ATP citrat liază: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. Cu toate acestea, ele prezintă o formă de mixotrofie în care pot consuma compuși organici simpli în prezența luminii și a CO2.
fixarea Azotuluiedit
majoritatea bacteriilor cu sulf verde sunt diazotrofe: pot reduce azotul la amoniac, care este apoi utilizat pentru a sintetiza aminoacizii.