Раскрыт механизм фотосинтеза пурпурных бактерий

Американские ученые показали механизм, с которым бактерии вида Rhodopseudomonas palustris используют электроны неорганических соединений для биосинтеза. С результатами можно ознакомиться на страницах журнала Nature Communication.

В классическом фотосинтезе возбуждение квантом света молекулы хлорофилла приводит к выбиванию электронов с ее внешнего электронного уровня и передаче этих электронов на кофермент. По ходу процесса образуется трансмембранный протонный градиент (протоны накапливаются по одну сторону мембраны), и как результат синтезируется АТФ (высокоэнергичная молекула), которая будет использована на следующем этапе для фиксации атмосферного СО₂ в цикле Кальвина.

В случае пурпурных бактерий Rhodopseudomonas palustris ученым приходится иметь дело с необычным фотосинтезом: микроорганизмы используют неорганические соединения в качестве доноров электронов. Окислительно-восстановительные реакции, осуществляемые бактериями, играют важную роль в формировании почвы и морских отложений. Перенос электронов и метаболические пути, которые позволяют фотолитотрофам использовать внешние доноры электронов, в значительной степени неизвестны.

Чтобы исследовать, как перемещаются внешние электроны в клетке пурпурной бактерии, исследователи применили междисциплинарный подход. В ходе экспериментов удалось продемонстрировать, что отнятый электрон действительно передается на электрон-транспортную цепь, что приводит к фиксации СО₂ в цикле Кальвина. Примечательно, что, «отняв» у бактерии способность фиксировать углекислый газ, ученые наблюдали снижение его способности потреблять электроэнергию на 90%.

Арпит Бозе, сотрудница Вашингтонского университета и соавтор статьи, сравнивает реакцию, протекающую в бактериях, с работой аккумулятора:

«Микроорганизм использует электричество для подзарядки своего окислительно-восстановительного пула, накапливая электроны. Чтобы разрядить его, клетка преобразует углекислый газ в органические соединения. Энергия поступает от солнечного света, а цикличность процесса позволяет клетке синтезировать молекулы, имея в наличии только электроны, СО₂ и свет».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.