Фотосинтез С3 и С4 растений механизмы и регуляция - Эдвардс Дж.
Скачать (прямая ссылка):
3 ATP/2NADPH иа 0,67 молекулы фиксированной С02 или 4,48 ATP/3NADPH иа одну молекулу фиксированной С02
В этом случае 1/3 энергии, вероятно, расходуется на обмен веществ, связанный с кислородным ингибированием фотосинтеза.
Итак, между величинами, которые получают при оценке энергетических затрат двумя различными способами, наблюдается полное соответствие, даже несмотря на то, что не совсем понятно, как сбалансированы использование и образование энергии в гликолатном пути (разд. 13.7). Ясно, что 02 увеличивает расход энергии при фиксации С02 у Сз-растений ‘(разд. 13.12), но остается непонятным, куда тратится эта энергия. Убыль поглощенной энергии в присутствии 02 может быть связана с увеличением флуоресценции (вероятно, из-за конкурентного ингибирования фотосинтеза кислородом) или с использованием энергии фотохимических процессов для фотодыхания. Оценка квантового выхода в целых листьях и измерение его снижения под действием 02 не позволяют сделать определенный выбор между этими двумя возможностями.
Источники данных: ([5, 26, 33, 40, 41]
13.7. Внутриклеточная локализация ферментов гликолатного пути
Гликолатный путь у растений был обнаружен в начале шестидесятых годов. В 1968 г. Толберт и его коллеги выделили из листьев органеллы, которые, они назвали пероксисомами. Было установлено, что в пероксисомах находятся некоторые ключевые ферменты гликолатного пути, а именно гликолатоксидаза, каталаза и глиоксилатрсдуктаза (функция последнего в перок-еиеоме заключается в том, что он восстанавливает гидроксипи-руват до глпцерата, КФ 1.1.1.26). Эти органеллы обычно рассматривают как своеобразные микротельца. Диаметр перокси-сом варьирует от 0,5 до 1,5 мкм. В отличие от митохондрий и хлоропластов эти органеллы окружены не двойной, а одинарной мембраной (рис. 13.5). Для разделения митохондрий, хлоропластов п перокснсом обычно используют методы центрифугирования.
Хлоропласты, которые отличаются более крупными размерами, имеют большую скорость седиментации, чем митохондрии
Рис. 13.5. Электронная микрофотография, на которой видны пероксисомы листа (/), митохондрия (2) и часть двух хлоропластов (3) в клетке мезофилла молодого листа табака (Nicotiana tabacum L.). X 48 ООО. Большой кристалл внутри пероксисомы, по-видимому, каталаза. (Микрофотография получена Sue Е. Frederick, любезно предоставлена Е. Н. Newcomb, University of Wisconsin.)
или пероксисомы. Поэтому при помощи дифференциального центрифугирования (т. е. последовательного центрифугирования экстракта, полученного из листьев или протопластов, при различных ускорениях) можно получить фракцию (500—1000 g в течение нескольких минут), обогащенную хлоропластами. Аналогично, если экстракт, полученный из листьев или протопластов, наслоить на градиент концентрации сахарозы и отцеитрифу-гировать достаточно долго (например, 15 мин), то можно отделить интактные хлоропласты от смешанной фракции митохондрий и пероксисом. Из-за более высокой скорости седиментации хлоропласты продвинутся по градиенту дальше, чем другие органеллы (например, в таком градиенте, как уЛича или Мифли-на и Биверса). Этот метод, однако, не годится для отделения -пероксисом от митохондрий, так как скорость седиментации этих органелл одинакова.
Еще один метод разделения органелл основан на равновесном (изопикническом) центрифугировании в градиенте плотности. Полученный из листьев экстракт наслаивают иа градиент концентрации сахарозы и затем центрифугируют до тех пор, пока органеллы не достигнут равновесного положения в градиенте в соответствии с их плавучей плотностью. Разделение ор-гаиелл в данном случае основано не на различии в скорости их ¦седиментации, а на различии в их плотности. Пероксисомы имеют более высокую плавучую плотность, чем интактные хлоро-лласты, а интактные хлоропласты имеют более высокую плавучую плотность, чем интактные митохондрии. Обычно полученные ¦из листьев экстракты наслаивают на градиент концентрации сахарозы (примерно 20—60% по весу), который затем центрифугируют в роторе с подвесными стаканами в течение 3—4 ч при 100 000 g. Равновесное положение пероксисом достигается при ллотности — 1,25, интактных хлоропластов — при плотности 1,20—1,22, а митохондрий — при плотности 1,18—1,20. Бо-¦лее высокая плавучая плотность пероксисом может быть ¦обусловлена тем, что они частично проницаемы для сахарозы. После центрифугирования градиент делят на фракции (объемом около 1 мл; весь объем стакана обычно составляет — 40 мл), в которых определяют активность исследуемых ферментов. Для каждой органеллы характерны определенные мар-'керные ферменты; так, например, для митохондрий это может •быть цитохром с — оксидаза, для пероксисом — гликолатоксида-за, а для интактных хлоропластов — NADP-триозофосфатдегид-,рогеназа. Равновесное центрифугирование в градиенте плотности использовали Брейденбах и Биверс, которым удалось с его помощью открыть глиоксисомы (микротельца, которые находятся в семенах, содержащих много жиров). Толберт и др. применили этот метод для выделения и очистки пероксисом. Центри-
