Специфічність Рубіско

Содержание

Слайд 2

Механізм роботи РУБІСКО Джерела: Spreitzer & Salvucci, 2002

Механізм роботи РУБІСКО

Джерела: Spreitzer & Salvucci, 2002

Слайд 3

Еволюція РУБІСКО і зміна концентрацій О2 та СО2 в атмосфері Джерела: Whitney et al., 2011

Еволюція РУБІСКО і зміна концентрацій О2 та СО2 в атмосфері

Джерела: Whitney

et al., 2011
Слайд 4

Каталітична активність різних форм РУБІСКО Джерела: Whitney et al., 2011

Каталітична активність різних форм РУБІСКО

Джерела: Whitney et al., 2011

Слайд 5

CO2-концентруючі механізми Карбоксисоми ціанобактерій Бікарбонати з цитозолю -> карбоангідраза -> СО2

CO2-концентруючі механізми Карбоксисоми ціанобактерій

Бікарбонати з цитозолю -> карбоангідраза -> СО2

Слайд 6

С4 та САМ фотосинтез – вищі рослини Два цикла фіксації СО2

С4 та САМ фотосинтез – вищі рослини

Два цикла фіксації СО2 у

різних типах клітин/у різний час.
Слайд 7

Кінетика РУБІСКО Джерела: Spreitzer & Salvucci, 2002

Кінетика РУБІСКО

 

Джерела: Spreitzer & Salvucci, 2002

Слайд 8

Ω для різних РУБІСКО

Ω для різних РУБІСКО

Слайд 9

Два варіанта збільшення Pn Збільшення Pn за рахунок збільшення Ω –

Два варіанта збільшення Pn

Збільшення Pn за рахунок збільшення Ω – Rhodophyta.
СО2-концентруючі

механізми (збільшення Pn за рахунок збільшення [CO2] і зменшення [O2]) – Cyanobacteria, Embryophyta.

 

Слайд 10

Чому зміна Ω виявилася менш ефективною ніж СО2-концентруючі механізми? Джерела: Spreitzer & Salvucci, 2002

Чому зміна Ω виявилася менш ефективною ніж СО2-концентруючі механізми?

 

Джерела: Spreitzer &

Salvucci, 2002
Слайд 11

Механізм роботи РУБІСКО До цього також додається велика кількість взаємодій у

Механізм роботи РУБІСКО

До цього також додається велика кількість взаємодій у першій

полуреакції.
Таким чином, Ω у червоних водоростей можна вважати близьким до максимального можливого, …
Слайд 12

 

Слайд 13

Отже, низька специфічність РУБІСКО - релікт Джерела: Whitney et al., 2011

Отже, низька специфічність РУБІСКО - релікт

Джерела: Whitney et al., 2011

Слайд 14

Саме у ті часи РУБІСКО опинилась на такому піку ландшафту пристосованості,

Саме у ті часи РУБІСКО опинилась на такому піку ландшафту пристосованості,

що перейти з нього на інший, що відповідає більш специфічному ферменту, зараз майже неможливо.
Слайд 15

Контроль складу атмосфери? Відбутися перехід на відповідний пік ландшафту міг у

Контроль складу атмосфери?

Відбутися перехід на відповідний пік ландшафту міг у період

«Землі-сніжка» (бл. 700 млн), що міг бути частково визваний значною фотосинтетичною активністю, йому відповідає різке зменшення конц. СО2, що призвело до зменшення парникового ефекту і зниження температури.
У цей період міг йти добір на меншу специфічність РУБІСКО, адже після нього конц. СО2 відносно постійно зменшується, однак менше ніж до нього.
Мабуть, специфічність РУБІСКО регулює підтримання нормального співвідношення [СО2]/[O2] в атмосфері?

Джерела: Young et al., 2012

До цього етапу конц. СО2 в атмосфері зменшувалася дуже різко

Слайд 16

Висновки Збільшувати специфічність ферменту менш вигідно ніж виробляти СО2-концентруючий механізм. Максимальна

Висновки

Збільшувати специфічність ферменту менш вигідно ніж виробляти СО2-концентруючий механізм.
Максимальна відома зараз

специфічність РУБІСКО є близькою до максимально можливої, так як такі характеристики ферменту є реліктовими, адже довгий час він еволюціонував у умовах високої концентрації СО2.
Можливо, активність РУБІСКО відіграє певну роль у регуляції складу атмосфери, таким чином вона «оптимізована» для підтримки нормального співвідношення концентрацій СО2/О2.