Рибулозобисфосфат-карбоксилаза растениях

В жарких и засушливых условиях фотодыхание становится доминирующим процессом, когда растениям приходится закрывать устьица, чтобы терять меньше воды, а при закрытых устьицах концентрация СО2 внутри листа быстро падает. У многих растений выработался хитроумный механизм, позволяющий им успешно расти даже при очень низких концентрациях СОг-У таких растений реакции цикла фиксации углерода протекают только в хлоропластах специализированных клеток в обкладке проводящего пучка, в которых содержится вся рибулозобисфосфат-карбоксилаза растения. Концентрацию двуокиси углерода для этого фермента поддерживают на высоком уровне окружающие клетки мезофилла, способные активно перекачивать СО2, и это предотвращает расточительную реакцию с О2 (рис. 9-45). [c.41]

Рис. 7-44. Цикл транспортирования СО2 у таких растений, как кукуруза. А. Образование углеводов происходит только в клетках обкладки проводящего пучка, где находится вся рибулозобисфосфат-карбоксилаза. Цикл перемещения СО2 начинается в клетках мезофилла в реакциях цикла участвуют четырех- и трехуглеродные соединения, указанные на схеме. Варианты такого цикла встречаются и в других СО2-

В растениях присутствуют два важных фермента — рибулозобисфосфат (RuBP)-карбоксилаза и фосфоенолпируват (ФЕП)-карбоксилаза. Опишите реакции, в которых участвует каждый из этих ферментов, укажите локализацию ферментов в листе и охарактеризуйте их функциональные взаимосвязи. [c.140]

Д. Чтобы избежать потерь из-за фотодыхания, многие растения, живущие в теплом сухом климате, выработали приспособление, заключающееся в накачивании Oj в клетки обкладки проводящих пучков, чем обеспечивается высокая концентрация Oj для рибулозобисфосфат-карбоксилазы. [c.85]

Основные процессы фотосинтеза сегодня уже хорошо известны. Они протекают в хлоропластах (рис. 2.2), которые поглощают СОг, поступающий в растение путем диффузии. Первичный процесс карбоксилирования осуществляется в строме (части хлоропласта, содержащей мало мембран) и катализируется рибулозобисфосфат-карбоксилазой (РБФК)- В результате образуются две молекулы трехуглеродной кислоты (фосфогли-церата, ФГ), которые затем восстанавливаются с образованием молекул трехуглеродного сахара — триозофосфата. Это вещество в, хлоропластах служит предшественником крахмала, но может поступать и в цитоплазму, где оно используется при синтезе сахарозы. Часть связанного углерода повторно поступает в вое- [c.42]

Эндосимбиотическая гипотеза. Клеточные органеллы эукариот имеют много фундаментальных общих черт с прокариотическими клетками. Они содержат кольцевые молекулы ДНК, их рибосомы относятся к типу 70S, а мембраны содержат компоненты электрон-транспортной цепи (флавины, хиноны, Fe-S-содержащие белки, цитохромы) и выполняют функцию дыхательного или фотосинтетического преобразования энергии. Согласно симбиотической гипотезе, митохондрии происходят от бесцветных аэробных бактерий, а хлоропласты-от цианобактерий, сделавшихся эндосимбионтами каких-то примитивных эукариотических клеток. В дальнейшем должна была произойти очень большая специализация функция регенерации АТР была передана клеточным органел-лам. Наружная мембрана эукариотической клетки не содержит компонентов электрон-транспортной цепи, С другой стороны, клеточные органеллы тоже не самостоятельны они, правда, обладают собственными молекулами ДНК, однако значительная часть информации, необходимой для синтеза их белков, находится в клеточном ядре. Примером может служить рибулозобисфосфат-карбоксилаза-ключевоп фермент ав-тотрофной фиксации Oj у зеленых растений. Она состоит из 8 боль- [c.26]

Рис. 7-44 Цикл транспортирования СО у таких растений, как кукуру.за. А. Образование углеводов происходит только в клетках обкладки проводящего пучка, где находится вся рибулозобисфосфат-карбоксилаза. Цикл перемещения СОа начинается в клежах мезофилла, в реакциях цикла участвуют четырех- и трехуглеродные соединения, указанные на схеме Варианты такого цикла встречаются и в других СО2-транспортирующих растениях. Б. Взаимодействие фосфоеноппирувата с СО2 в клетках мезофилла

Гены хлоропластов наиболее изучены у растений и зеленых водорослей, у которых эти органеллы очень сходны. Геном хлоропласта представляет собой кольцевую молекулу ДШС, в настоящее время определена его полная нуклеотидная последовательность у табака и одного печеночника. Полученные данные говорят о том, что гены хлоропластов этих очень отдаленно родственных высших растений практически идентичны. Помимо четырех рибосомных РШС эти геномы кодируют около 20 рибосомных белков, некоторые субьединицы хлоропластной РНК-полимеразы, несколько белков, входящих в состав фотосистем I и П, субьединицы АТР-синтетазы, части ферментных комплексов электронтранспортной цепи, одну из двух субьединиц рибулозобисфосфат-карбоксилазы и 30 тРНЬС (рис. 7-69). Кроме того, последовательность ДНК, невидимому, кодирует еще по меньшей мере 40 белков с невыясненной функцией. Удивительно, что все известные белки, кодируемые в хлоропластах, входят в состав больших ферментных комплексов, которые содержат также одну или несколько субьединиц, кодируемых ядерным геномом. Возможные причины этого будут рассмотрены позже (разд. 7.5.17). [c.489]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология