Восстановительный пентозо-фосфатный цикл (ВПЦ)

Содержание

1. Восстановительный пентозо-фосфатный цикл (ВПЦ)
2. Восстановительный пентозо-фосфатный цикл. Немного истории.Нобелевская премия за
3. Фаза карбоксилирования ВПЦ
4. Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco) самый главный фермент
5. Решение проблемы низкого СО2 : активация Rubisco (активаза)Активный центрв темноте
6. Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco)Активный центрформируют аминокислотные остатки С- и N- концов двух соседних L-субъединиц
7. Rubisco катализирует две взаимоисключающие реакции
8. Решение проблемы низкого СО2: «запас» СО2 (физ-хим. + карбоангидраза) pH 5,0Тилакоид?
9. Восстановительная фаза цикла Кальвина: «гликолиз наоборот»
10. Фаза регенерации: общая схема перегруппировок
11. Фаза регенерации: образование фруктозо-1,6-бисфосфата
12. Фаза регенерации: образование фруктозо-6-фосфата
13. Фаза регенерации: первая транскетолазная реакция
14. Фаза регенерации: образование седогептулезо-1,7-бисфосфата
15. Фаза регенерации: образование седогептулезо-7-фосфата
16. Фаза регенерации: вторая транскетолазная реакция
17. Фаза регенерации: образование рибулезо-5-фосфата22Н2Н
18. Фаза регенерации: образование рибулезо-1,5-бисфосфата2Н
19. Восстановительный пентозо-фосфатный цикл: общий вид
20. Транспорт интермедиатов через хлоропластную мембрануКартинка 20-летней давности
21. Снова к шизофреничному ферменту.. Итак, Rubisco катализирует две взаимоисключающие реакции
22. Фотодыхание – процесс, происходящий в трех органеллахКлетка
23. Общая схема фотодыхания
24. Глицин-декарбоксилазный комплекс в митохондриях
25. Соотношения карбоксилазной и оксигеназной функции РубискоТолько карбоксилазная
26. С4-фотосинтез: Кранц-анатомияКлетки мезофиллаКлетки обкладки
27. С4-фотосинтез: «СО2-насос», принципиальная схемаГлавная реакцияС4 –растения:Двудольные:
28. ФЕП-карбоксилаза: структура и механизм работыТетрамер ФЕП-карбоксилазы;Мономер (соответствует
29. Регулирование активности ФЕП-карбоксилазы
30. «Запас» СО2 (карбоангидраза) для С4 растенийpH 5,0Тилакоид
31. Электронная фотография хлоропластов мезофилла (вверху) и клеток обкладки (внизу) С4 растения (сорго)
32. С4-фотосинтез: участники игрыС3С4С5ПВК,пируватФЕПЩУК,оксалоацетатМалатАспартатα-кетоглутаратГлутаматАланин
33. Три варианта С4 – растений:ФЕП- карбоксикиназныйНАДФ -малатдегидрогеназныйНАД -малатдегидрогеназный
34. Распределение ферментов при С4-фотоситезе. НАДФ-МЕ
35. Три варианта С4 – растений: НАДФ-МДГ (малик-энзим)Транспорт – малат.СО2 выделяется впластидах.Затраты:5 АТФ + 2 НАДФ
36. Три варианта С4 – растений: НАД-МДГ (малик-энзим)?Затраты:5 АТФ + 2 НАДФТранспорт – аспартат.СО2 выделяется вмитохондриях.
37. Три варианта С4 – растений: ФЕП-КК (карбоксикиназный)Затраты:4
38. Фиксация СО2 у С3 и С4 растений
39. Распространение С3 и С4 растений в степях и саваннах…
40. Распространение С3 и С4 растений
41. САМ-метаболизм: временное разделение карбоксилирования и фиксации СО2
42. САМ-метаболизм: малат поступает в вакуоль из цитозоля и митохондрий.
43. С3, С4 и САМ–метаболизм: адаптационные приспособления и
44. С3 и С4–метаболизм: возможны варианты?.Присутствие «С4-подобного» фотосинтеза
45. Маленькая сенсация – одноклеточный С4-фотосинтез. Флуоресценция хлоропластов в клетках Borszczowia aralocaspica (A) и Bienertia cycloptera (B)
46. Электронная микроскопия со схемой одноклеточного С4-фотосинтеза. Borszczowia arlocaspica (A) и Bienertia cycloptera (B)СО2Цитозоль(«внешняя сторона»)Цитозоль(диффузныйбарьерЦитозоль(«сосудистаяобласть»)Цитозоль(«сосудистаяобласть»)Цитозоль(диффузныйбарьер)Цитозоль(«внешняя сторона»)
47. Скачать презентанцию

Восстановительный пентозо-фосфатный цикл. Немного истории.Нобелевская премия за 1961 год.Работы лорда Мельвина Кальвина с сотрудниками. Фотосинтезирующей хлорелле давали меченный 14СО2 , через короткие промежутки времени ее (хлореллу) фиксировали кипящим спиртом (садизм),

Главная
Разное
Восстановительный пентозо-фосфатный цикл (ВПЦ)

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Восстановительный пентозо-фосфатный цикл (ВПЦ)

Слайд 2Восстановительный пентозо-фосфатный цикл. Немного истории.
Нобелевская премия за 1961 год.
Работы лорда

Мельвина Кальвина с сотрудниками. Фотосинтезирующей хлорелле давали меченный 14СО2 ,

через короткие промежутки времени ее (хлореллу) фиксировали кипящим спиртом (садизм), и проводили двумерную бумажную хроматографию получившихся меченых продуктов. Одним из первых обнаруживался меченый ФГА – С3 соединение.

Bassham, 1965

Восстановительный пентозо-фосфатный цикл. Немного истории.Нобелевская премия за 1961 год.Работы лорда Мельвина Кальвина с сотрудниками. Фотосинтезирующей хлорелле давали

Слайд 3Фаза карбоксилирования ВПЦ

Слайд 4Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco) самый главный фермент на планете Земля (10млн.

тонн)
М.в. ~560 kDa,
8L (55 kDa), 8S (15 kDa)
KmCO2

= 12μM
KmO2 = 250μM
KmРУБФ = 40μM

Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco) самый главный фермент на планете Земля (10млн. тонн)М.в. ~560 kDa,8L (55 kDa), 8S

Слайд 5Решение проблемы низкого СО2 : активация Rubisco (активаза)
Активный центр
в темноте

Слайд 6Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco)
Активный центр
формируют
аминокислотные
остатки С- и N-
концов

двух
соседних
L-субъединиц

Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco)Активный центрформируют аминокислотные остатки С- и N- концов двух соседних L-субъединиц

Слайд 7Rubisco катализирует две взаимоисключающие реакции

Слайд 8Решение проблемы низкого СО2: «запас» СО2 (физ-хим. + карбоангидраза)
pH

5,0
Тилакоид
?

Слайд 9Восстановительная фаза цикла Кальвина: «гликолиз наоборот»

Слайд 10Фаза регенерации: общая схема перегруппировок

Слайд 11 Фаза регенерации: образование фруктозо-1,6-бисфосфата

Слайд 12Фаза регенерации: образование фруктозо-6-фосфата

Слайд 13Фаза регенерации: первая транскетолазная реакция

Слайд 14Фаза регенерации: образование седогептулезо-1,7-бисфосфата

Слайд 15Фаза регенерации: образование седогептулезо-7-фосфата

Слайд 16Фаза регенерации: вторая транскетолазная реакция

Слайд 17Фаза регенерации: образование рибулезо-5-фосфата
2
2
Н
2
Н

Слайд 18Фаза регенерации: образование рибулезо-1,5-бисфосфата
2
Н

Слайд 19Восстановительный пентозо-фосфатный цикл: общий вид

Слайд 20Транспорт интермедиатов через хлоропластную мембрану
Картинка 20-летней давности

Слайд 21Снова к шизофреничному ферменту.. Итак, Rubisco катализирует две взаимоисключающие реакции

Слайд 22Фотодыхание – процесс, происходящий в трех органеллах
Клетка мезофилла молодого листа

табака Nicotiana tabacum (x 48 000)
1 – пероксисома,

2 – митохондрия, 3 – хлоропласт

Фотодыхание – процесс, происходящий в трех органеллахКлетка мезофилла молодого листа табака Nicotiana tabacum (x 48 000) 1

Слайд 23Общая схема фотодыхания

Слайд 24Глицин-декарбоксилазный комплекс в митохондриях

Слайд 25Соотношения карбоксилазной и оксигеназной функции Рубиско
Только карбоксилазная функция:
полная «загрузка» Рубиско,
из

всей фиксированной СО2
образуется триозофосфат
Соотношение карбоксилазной и
оксигеназной функции 1

: 2 -
(компенсационная точка):
весь фиксированный СО2
растрачивается в фотодыхании

Смысл фотодыхания - ? Снабжение аминокислотами? Или защита при
недостатке СО2 - циклы должны крутиться… Или хорошая мина при плохой игре?

Соотношения карбоксилазной и оксигеназной функции РубискоТолько карбоксилазная функция:полная «загрузка» Рубиско,из всей фиксированной СО2 образуется триозофосфат Соотношение карбоксилазной

Слайд 26С4-фотосинтез: Кранц-анатомия
Клетки мезофилла
Клетки обкладки

Слайд 27С4-фотосинтез: «СО2-насос», принципиальная схема
Главная реакция
С4 –растения:
Двудольные: 15 семейств, 2000

видов
Однодольные: 3 семейства, 6000 видов
ФЕП-карбоксилаза:
Использует НСО3-,
Нечувствительна к О2,

Км = 0,2 – 0,4 mM,
Локализуется в цитозоле

С4-фотосинтез: «СО2-насос», принципиальная схемаГлавная реакцияС4 –растения:Двудольные: 15 семейств, 2000 видовОднодольные: 3 семейства, 6000 видовФЕП-карбоксилаза: Использует НСО3-,

Слайд 28ФЕП-карбоксилаза: структура и механизм работы
Тетрамер ФЕП-карбоксилазы;
Мономер (соответствует
«красному» в тетрамере)

и
его консервативные участки.
Механизм работы ( желтым
показан гидрофобный
«карман»)

ФЕП-карбоксилаза: структура и механизм работыТетрамер ФЕП-карбоксилазы;Мономер (соответствует «красному» в тетрамере) и его консервативные участки.Механизм работы ( желтым

Слайд 29Регулирование активности ФЕП-карбоксилазы

Слайд 30 «Запас» СО2 (карбоангидраза) для С4 растений
pH 5,0
Тилакоид

Слайд 31Электронная фотография хлоропластов мезофилла (вверху) и клеток обкладки (внизу) С4

растения (сорго)

Слайд 32С4-фотосинтез: участники игры
С3
С4
С5
ПВК,
пируват
ФЕП
ЩУК,
оксалоацетат
Малат
Аспартат
α-кетоглутарат
Глутамат
Аланин

Слайд 33Три варианта С4 – растений:
ФЕП- карбоксикиназный
НАДФ -малатдегидрогеназный
НАД -малатдегидрогеназный

Слайд 34Распределение ферментов при С4-фотоситезе.
НАДФ-МЕ

НАД-МЕ ФЕП-КК
Halothamnus

glaucus Salsola laricina Spartina anglica

Рубиско

ФЕП - карбоксилаза

Декарбоксилаза

Распределение ферментов при С4-фотоситезе. НАДФ-МЕ НАД-МЕ

Слайд 35Три варианта С4 – растений: НАДФ-МДГ (малик-энзим)
Транспорт – малат.
СО2 выделяется

в
пластидах.
Затраты:
5 АТФ +
2 НАДФ

Слайд 36Три варианта С4 – растений: НАД-МДГ (малик-энзим)
?
Затраты:
5 АТФ +
2

НАДФ
Транспорт – аспартат.
СО2 выделяется в
митохондриях.

Слайд 37Три варианта С4 – растений: ФЕП-КК (карбоксикиназный)
Затраты:
4 АТФ +
2

НАДФ
Транспорт – аспартат и
возможно малат
СО2 выделяется в
цитозоле и возможно
в

митохондриях

Три варианта С4 – растений: ФЕП-КК (карбоксикиназный)Затраты:4 АТФ + 2 НАДФТранспорт – аспартат и возможно малатСО2 выделяется

Слайд 38Фиксация СО2 у С3 и С4 растений в зависимости от

ее концентрации
Скорость фотосинтеза:
С3 – 15–40 мг СО2/дм2 час
С3 – 40–80

мг СО2/дм2 час

Потери воды при росте:
С3 – 450-950г /г сух. массы
С4 – 250-350г /г сух. массы

Фиксация СО2 у С3 и С4 растений в зависимости от ее концентрацииСкорость фотосинтеза:С3 – 15–40 мг СО2/дм2

Слайд 39Распространение С3 и С4 растений в степях и саваннах…

Слайд 40Распространение С3 и С4 растений

Слайд 41САМ-метаболизм: временное разделение карбоксилирования и фиксации СО2

Слайд 42САМ-метаболизм: малат поступает в вакуоль из цитозоля и митохондрий.

Слайд 43С3, С4 и САМ–метаболизм: адаптационные приспособления и переключения.
«Хрустальная травка».
При

засолении и засухе может переключать свой метаболизм с С3 на

САМ

Слайд 44С3 и С4–метаболизм: возможны варианты?.
Присутствие «С4-подобного» фотосинтеза предполагается у ряда

С3 растений в клетках, окружающих сосудистые системы.

Например, в клетках табака,

расположенных рядом с флоэмой и ксилемой, присутствуют ферменты С4 фотосинтеза (ФЭП-крбоксилаза и маликэнзим), они используют малат, поступающий из сосудистой системы в качестве источника СО2 .

Независимое и многократное возникновение С4 фотосинтеза или его элементов у разных групп растений?

С3 и С4–метаболизм: возможны варианты?.Присутствие «С4-подобного» фотосинтеза предполагается у ряда С3 растений в клетках, окружающих сосудистые системы.Например,

Слайд 45Маленькая сенсация – одноклеточный С4-фотосинтез.
Флуоресценция хлоропластов в клетках
Borszczowia

aralocaspica (A) и Bienertia cycloptera (B)

Слайд 46Электронная микроскопия со схемой одноклеточного С4-фотосинтеза.
Borszczowia arlocaspica (A) и

Bienertia cycloptera (B)
СО2
Цитозоль
(«внешняя
сторона»)
Цитозоль
(диффузный
барьер
Цитозоль
(«сосудистая
область»)
Цитозоль
(«сосудистая
область»)
Цитозоль
(диффузный
барьер)
Цитозоль
(«внешняя
сторона»)

Электронная микроскопия со схемой одноклеточного С4-фотосинтеза. Borszczowia arlocaspica (A) и Bienertia cycloptera (B)СО2Цитозоль(«внешняя сторона»)Цитозоль(диффузныйбарьерЦитозоль(«сосудистаяобласть»)Цитозоль(«сосудистаяобласть»)Цитозоль(диффузныйбарьер)Цитозоль(«внешняя сторона»)

Скачать презентацию

Разделы презентаций

Восстановительный пентозо-фосфатный цикл (ВПЦ)

Содержание

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Восстановительный пентозо-фосфатный цикл (ВПЦ)

Слайд 2Восстановительный пентозо-фосфатный цикл. Немного истории.Нобелевская премия за 1961 год.Работы лорда

Мельвина Кальвина с сотрудниками. Фотосинтезирующей хлорелле давали меченный 14СО2 ,

Слайд 3Фаза карбоксилирования ВПЦ

Слайд 4Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco) самый главный фермент на планете Земля (10млн.

тонн)М.в. ~560 kDa,8L (55 kDa), 8S (15 kDa) KmCO2

Слайд 5Решение проблемы низкого СО2 : активация Rubisco (активаза)Активный центрв темноте

Слайд 6Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco)Активный центрформируют аминокислотные остатки С- и N- концов

двух соседних L-субъединиц

Слайд 7Rubisco катализирует две взаимоисключающие реакции

Слайд 8Решение проблемы низкого СО2: «запас» СО2 (физ-хим. + карбоангидраза) pH

5,0Тилакоид?

Слайд 9Восстановительная фаза цикла Кальвина: «гликолиз наоборот»

Слайд 10Фаза регенерации: общая схема перегруппировок

Слайд 11 Фаза регенерации: образование фруктозо-1,6-бисфосфата

Слайд 12Фаза регенерации: образование фруктозо-6-фосфата

Слайд 13Фаза регенерации: первая транскетолазная реакция

Слайд 14Фаза регенерации: образование седогептулезо-1,7-бисфосфата

Слайд 15Фаза регенерации: образование седогептулезо-7-фосфата

Слайд 16Фаза регенерации: вторая транскетолазная реакция

Слайд 17Фаза регенерации: образование рибулезо-5-фосфата22Н2Н

Слайд 18Фаза регенерации: образование рибулезо-1,5-бисфосфата2Н

Слайд 19Восстановительный пентозо-фосфатный цикл: общий вид

Слайд 20Транспорт интермедиатов через хлоропластную мембрануКартинка 20-летней давности

Слайд 21Снова к шизофреничному ферменту.. Итак, Rubisco катализирует две взаимоисключающие реакции

Слайд 22Фотодыхание – процесс, происходящий в трех органеллахКлетка мезофилла молодого листа

табака Nicotiana tabacum (x 48 000) 1 – пероксисома,

Слайд 23Общая схема фотодыхания

Слайд 24Глицин-декарбоксилазный комплекс в митохондриях

Слайд 25Соотношения карбоксилазной и оксигеназной функции РубискоТолько карбоксилазная функция:полная «загрузка» Рубиско,из

всей фиксированной СО2 образуется триозофосфат Соотношение карбоксилазной иоксигеназной функции 1

Слайд 26С4-фотосинтез: Кранц-анатомияКлетки мезофиллаКлетки обкладки

Слайд 27С4-фотосинтез: «СО2-насос», принципиальная схемаГлавная реакцияС4 –растения:Двудольные: 15 семейств, 2000

видовОднодольные: 3 семейства, 6000 видовФЕП-карбоксилаза: Использует НСО3-, Нечувствительна к О2,

Слайд 28ФЕП-карбоксилаза: структура и механизм работыТетрамер ФЕП-карбоксилазы;Мономер (соответствует «красному» в тетрамере)

и его консервативные участки.Механизм работы ( желтым показан гидрофобный «карман»)

Слайд 29Регулирование активности ФЕП-карбоксилазы

Слайд 30 «Запас» СО2 (карбоангидраза) для С4 растенийpH 5,0Тилакоид