e Estrutura e organização dos pigmentos fotossintéticos
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e Estrutura e organização dos pigmentos fotossintéticos Fotossíntese Bacteriana e Estrutura e organização dos pigmentos fotossintéticos ficoeritrina aloficocianina ficocianina Fotossíntese em bactérias púrpura –1.0 Strong electron donor P870* –0.75 Cyclic electron flow Bph !0.5 QA E0" (V) !0.25 NAD(P)+ NAD(P)H QB Q pool Reverse electron flow (energyconsuming) 0.0 Cyt bc1 +0.25 Cyt c2 Poor electron donor +0.5 P870 Red or infrared light External electron donors (H2S, S2O32-, S0, Fe2+) 3 d Bactérias púrpura sulfúreas ! Cadeia de transporte electrónico respiratória e fotossintética Rhodobacter sphaeroides 4 Fotossínteses anoxigénicas Purple bacteria !1.25 –1.0 Green sulfur bacteria P798* P840* Heliobacteria Chl a–OH Chl a P870* FeS BChl BPh –0.75 FeS !0.5 E0" (V) Fd NADH !0.25 Q 0 +0.25 +0.5 Fd P870 Cyt c2 Cyt bc1 Light Reverse electron flow P840 Cyt c553 Cyt bc1 Light Q P798 Cyt bc1 Cyt c553 Light 5 Q P700* !1.25 Fotossíntese oxigénica The Z Scheme: Chl a0 –1.0 –0.75 PSII PSI Cyclic electron flow (generates proton motive force) P680* !0.5 QA Fd Fp Ph NAD(P)+ NAD(P)H PQA !0.25 PQB E0" (V) 0.0 PQ pool Cyt bf +0.25 +0.5 FeS Noncyclic electron flow (generates proton motive force) PC P700 Light Photosystem I +0.75 +1.0 P680 Photosystem II Light 6 Fotossíntese Bacteriana e Os procariotas fototróficos ! Fototrofos anoxigénicos " dador de electrões para a redução fotossintética do NADP+: inorgânico (H2, H2S, tiosulfato), orgânico (malato, succinato, butirato) " a fotoredução de NADP+ associada ao fluxo reverso de electrões acoplado a !p; fotofosforilação cíclica " não há libertação de O2 ! Fototrofos oxigénicos " dador de electrões para a redução fotossintética do NADP+: H2O " o fluxo de electrões compreende a fotofosforilação e a fotoredução de NADP+ " libertação de O2 6 CO2 12 3-Phosphoglycerate (36 carbons) RubisCO Fixação de CO2 6 Ribulose 1,5-bisphosphate (30 carbons) 12 ATP 12 1,3-Bisphosphoglycerate (36 carbons) 12 NAD(P)H Ciclo de Calvin 6 ATP Phosphoribulokinase 12 Glyceraldehyde 3-phosphate (36 carbons) 6 Ribulose 5-phosphate (30 carbons) Sugar rearrangements Energy: PHOTOTROPHS (use light as energy source) Carbon: CO2 Organic C 10 Glyceraldehyde 3-phosphate (30 carbons) Overall stoichiometry: Fructose 6-phosphate (6 carbons) To biosynthesis 6 CO2 + 12 NADPH + 18 ATP C6H12O6(PO3H2) + 12 NADP+ + 18 ADP + 17 Pi Photoautotrophs Photoheterotrophs 8 Ciclo dos ácidos tricarboxílicos reverso Fixação de CO2 9 Ciclo dos ácidos tricarboxílicos reverso Cell material Hexose-P Glyceraldehyde 3-P Oxalacetate Phosphoenolpyruvate Malate Fumarate Pyruvate Succinate Ferredoxinred Succinyl-CoA Ferredoxinred Acetyl-CoA Citrate !-Ketoglutarate Net reaction: 3 CO2 + 12 H + 5 ATP Isocitrate Via do Hidroxipropionato glyceraldehyde 3-P Cell material (Acetyl-CoA) Malyl " CoA Choroflexus (Hydroxypropionyl-CoA) Glyoxylate Succinyl " CoA Net reaction: 2 CO2 + 6 H + 3 ATP (Propionyl-CoA) (Methylmalonyl-CoA) glyoxylate 10 Metabolismo quimiolitotrófico 11 ! Bactérias oxidantes de hidrogénio Membrane-integrated hydrogenase Out ATPase In Cytoplasmic hydrogenase Calvin cycle Cell material 12 e Bactérias nitrificantes ", #, $, % Proteobacteria Quimiolitotróficas Oxidantes de amónia: NH3 => NO2Oxidantes de nitritos: NO2- => NO32- Nitrobacter Nitrosomonas Nitrosospira Nitrosococcus Nitrococcus Bactérias oxidantes de nitritos Bactérias oxidantes de amónia “nitrifying” “nitrosifyers” Nitrosolobus Nitrospira Nitrospina 13 e Bactérias nitrificantes Bactérias oxidantes de amónia “nitrosifyers” Periplasm Oxidation of hydroxylamine AMO: Amónia MonoOxigenase HAO: HidroxilAmina Oxidoreducatse Oxidation of ammonia Cytoplasm Reduction of oxygen 14 e Bactérias nitrificantes Bactérias oxidantes de nitritos “nitrifying” Periplasm NOR: Nitrito Oxidoreducatse Oxidation of nitrite Reduction of oxygen Cytoplasm 15 e Bactérias nitrificantes Bactérias oxidantes de nitritos “nitrifying” !! =+440 mV !! =170 mV 16 ! Bactérias oxidantes de Enxofre Electron transport system Sox system APS reductase Paracoccus pantotrophus Key: H2S, sulfide S0, sulfur S2O32-, thiosulfate Adenosine phosphosulfate (APS) Sulfite oxidase SO32-, sulfite SO42-, sulfate Substrate-level phosphorylation 17 ! Bactérias oxidantes de Enxofre Out Reverse electron flow In 18 Rusticyanin ! Bactérias oxidantes de Ferro Out (pH 2) (periplasm) Reverse electron flow In (pH 6) (cytoplasm) Calvin cycle (CO2 fixation) 19
