Неэкономный фермент

Август 10, 2022

Главная
Биология
Неэкономный фермент

Содержание

2. Механизм катализа 1
3. Эволюция РУБИСКО Константа Михаэлиса для СО₂ = 9 мкМ, для О₂ = 350мкМ. В нашей атмосфере
4. Карбоксисомы — микрокомпартменты в клетках бактерий, содержащие фиксирующие углерод ферменты. Они являются основной частью механизма концентрирование
5. I форма встречается у эукариот и бактерий; II форма распространена у многих прокариот; III форма встречается
6. Температурная зависимость относительной растворимости О₂ к СО₂ в воде возрастает при высоких температурах. Почему происходит «сбой»?
7. СО₂ имеет двойную связь и при реакции катализа углекислый газ будет конкурировать с любыми малыми молекулами
8. Фотодыхание 2-фосфогликолат превращается в гликослилат, затем в глицин, а после этого в серин под действием ферментов
9. У С₄-растений путь ассимиляции углерода сводит к минимуму возможность фотодыхания. В листьях таких растений существуют два
10. Эволюция метаболизмов Намного проще доделать и надстроить какие-либо реакции к уже сформированному и специализированному ферменту. 9
11. Клетка использует кислород не только на дыхание, но и на различные реакции окисления: В окислительном фосфорилировании;
12. Нитрогеназа— комплекс ферментов, осуществляющий процесс фиксации атмосферного азота. Широко распространён у бактерий и архей. Реакция, катализируемая
13. Эволюция РУБИСКО 12
14. «Проблема» РУБИСКО появилась с увеличением концентрации кислорода в воздухе; «Проблема» существует только у наземных растений, так
15. Спасибо за внимание!
16. Фотодыхание
17. Цикл Кальвина
18. активаза Когда субстрат рибулозо-1,5-бисфосфат связан с активным сайтом , Лиз 201 не доступен. Рубиско-активаза гидролизует АТФ
20. Скачать презентацию

Слайд 2

Механизм катализа
1

Слайд 3

Эволюция РУБИСКО
Константа Михаэлиса для СО₂ = 9 мкМ, для О₂ =

350мкМ.

В нашей атмосфере около 20% О₂ и только 0,035% СО₂.

В воде концентрация газов составляет: 250мкМ О₂ и 11мкМ СО₂

Слайд 4

Карбоксисомы — микрокомпартменты в клетках бактерий, содержащие фиксирующие углерод ферменты. Они

являются основной частью механизма концентрирование CO₂, что помогает преодолеть неэффективность РУБИСКО. Эти органеллы обнаружены во всех цианобактериях и многих хемотрофных бактериях, фиксирующих CO₂.

Карбоксисомы

Слайд 5

I форма встречается у эукариот и бактерий;
II форма распространена у многих

прокариот;
III форма встречается только у некоторых археи;
IV форма – РУБИСКО-подобный белок.

4 формы РУБИСКО

Слайд 6

Температурная зависимость относительной растворимости О₂ к СО₂ в воде возрастает при

высоких температурах.

Почему происходит «сбой»?

Сродство СО₂ с РУБИСКО уменьшается с увеличением температуры увеличивается вероятность оксигеназной реакции.

А так как СО₂ потребляется в реакция ассимиляции , соотношение между О₂ и СО₂ увеличивается , что еще больше способствует оксигеназной реакции.

Слайд 7

СО₂ имеет двойную связь и при реакции катализа углекислый газ будет

конкурировать с любыми малыми молекулами имеющими двойную связь.

Строение О₂ и СО₂

Слайд 8

Фотодыхание
2-фосфогликолат превращается в гликослилат, затем в глицин, а после этого в

серин под действием ферментов стромы хлоропластов, пероксисом и митохондрий.

Слайд 9

У С₄-растений путь ассимиляции углерода сводит к минимуму возможность фотодыхания. В

листьях таких растений существуют два вида клеток: мезофилл и клетки обкладки.

С₄- и САМ-растения

Разделены процессы начального захвата СО₂ и его фиксации РУБИСКО.

Пространственно.

Во времени.

САМ-растения уменьшают потери воды через устьица, через которые СО₂ и О₂ должны попадать в ткань листа. Ночью устьица открыты и пропускают СО₂. В дневное время устьица закрыты, что предотвращают потерю воды.

Слайд 10

Эволюция метаболизмов
Намного проще доделать и надстроить какие-либо реакции к уже сформированному

и специализированному ферменту.

Слайд 11

Клетка использует кислород не только на дыхание, но и на различные

реакции окисления:
В окислительном фосфорилировании;
В прямом гидроксилировании;
Реакции микросомального окисления;
Окислиение органических веществ в пероксисомах.

Избыток кислорода

Содержание кислорода в клетке стремится к минимуму.

Слайд 12

Нитрогеназа— комплекс ферментов, осуществляющий процесс фиксации атмосферного азота. Широко распространён у

бактерий и архей.
Реакция, катализируемая нитрогеназой:
N₂ + 8H⁺ + 8e⁻ + 16АТФ → 2NH₃ + H₂ + +16АДФ + 16Фн
Нитрогеназа обладает низкой субстратной специфичностью и вместо азота может восстанавливать другие соединения с тройной связью:
С₂H₂ + 2H⁺ → С₂H₄
CN ⁻ + 7H⁺ → NH₃ + СH₄
HN₃ → NH₃ + N₂

Нитрогеназа

Слайд 13

Эволюция РУБИСКО
12

Слайд 14

«Проблема» РУБИСКО появилась с увеличением концентрации кислорода в воздухе;
«Проблема» существует только

у наземных растений, так как концентрация кислорода в атмосфере больше, чем в воде;
Сбой происходит из-за того, что принцип реакции построен на донорно-акцепторной связи СО⁻ с Mg²⁺ в активном центре РУБИСКО;
Эволюция идет принципом «надстройки», поэтому проще добавить дополнительные реакции, чем изменить уже специализированный фермент.
Растения используют фотодыхание для утилизации С₂-молекулы. Фотодыхание очень значимый процесс, так как во время реакций образуются аминокислоты и другие важные вещества.
В период Карбона, когда возрастает температура и увеличивается концентрация О₂ в атмосфере, появляются С₄- и САМ-растения, которые приспособились ассимилировать СО₂ без сбоев.

Выводы

Слайд 15

Спасибо за внимание!

Слайд 16

Фотодыхание

Слайд 17

Цикл Кальвина

Слайд 18

активаза
Когда субстрат рибулозо-1,5-бисфосфат связан с активным сайтом , Лиз 201 не

доступен. Рубиско-активаза гидролизует АТФ и выталкивает сахарофосфат , таким образом экспонируя Лиз 201 наружу для неферментативного карбамоилирования с помощью со2 .

Неэкономный фермент

Содержание

Механизм катализа1

Эволюция РУБИСКОКонстанта Михаэлиса для СО₂ = 9 мкМ, для О₂ =