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Fotossíntese Bacteriana
e Estrutura e organização dos pigmentos fotossintéticos ficocianina
ficoeritrina
aloficocianina
3
Fotossíntese em bactérias púrpura
Strongelectron
donor
Cyclic electron flowP870*
Bph
–1.0
–0.75
!0.5
!0.25
0.0
+0.25
+0.5
Poorelectron
donor
Red orinfraredlight
P870
Cyt c2
External electrondonors (H2S, S2O3
2-,S0, Fe2+)
Qpool
Cyt bc1
QB
QA
E0"
(V)
NAD(P)+
Reverse electronflow (energy-consuming)
NAD(P)H
4
d Bactérias púrpura sulfúreas
! Cadeia de transporte electrónico respiratória e fotossintética
Rhodobacter sphaeroides
5
P870*
BChl BPh
–1.0
–0.75
!0.5
!0.25
0
+0.25
+0.5 P870
Cyt c2
Cyt bc1
Q
NADH
!1.25
Light
E0" (V)
Reverse electronflow P840
Cyt c553
Cyt bc1
Q
Light
P840*
Fd
FeS
Chl a
P798
Cyt c553
Cyt bc1
Q
Light
P798*
Fd
FeS
Chl a–OH
HeliobacteriaGreen sulfur bacteriaPurple bacteria
Fotossínteses anoxigénicas
6
Fotossíntese oxigénica
P680*
–1.0
–0.75
!0.5
!0.25
0.0
+0.25
+0.5
P680
PQB
PC
!1.25
Light
E0"
(V)
Noncyclic electron flow(generates proton
motive force)
Photosystem II
+0.75
Light
Photosystem I
P700
Ph
Cyt bf
PQA
PQpool
Cyclic electron flow (generates proton motive
force)
The Z Scheme:
PSII PSI
P700*
Chl a0
QA
FeS
Fd
Fp
NAD(P)HNAD(P)+
+1.0
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
8
Energy:
CO2Carbon:
Photoautotrophs Photoheterotrophs
Organic C
PHOTOTROPHS
(use lightas energy source)
Fructose
6-phosphate
(6 carbons)
Phosphoribulokinase
RubisCO
To biosynthesis
12 Glyceraldehyde 3-phosphate(36 carbons)
12 1,3-Bisphospho-
glycerate
(36 carbons)
12 3-Phospho-
glycerate
(36 carbons)
6 Ribulose 1,5-bisphosphate(30 carbons)
6 ATP
6 CO2
6 Ribulose
5-phosphate
(30 carbons)
Sugarrearrangements 10 Glyceraldehyde
3-phosphate (30 carbons)
12 ATP
12
NAD(P)H
Overall stoichiometry:6 CO2 + 12 NADPH + 18 ATP
C6H12O6(PO3H2) + 12 NADP+ + 18 ADP + 17 Pi
Ciclo de Calvin
Fixação de CO2
10
Oxalacetate
Net reaction:3 CO2 + 12 H + 5 ATP
Cell material Hexose-P
Succinyl-CoA
Succinate
Fumarate
Malate
Ferredoxinred
!-Ketoglutarate
Isocitrate
Citrate
Ferredoxinred
Acetyl-CoA
Pyruvate
Phosphoenolpyruvate
Glyceraldehyde 3-P
Cell material
(Acetyl-CoA)
glyceraldehyde 3-P
GlyoxylateMalyl " CoA
Succinyl " CoA
Net reaction:2 CO2 + 6 H + 3 ATP glyoxylate
(Methylmalonyl-CoA)
(Propionyl-CoA)
(Hydroxypropionyl-CoA)
Ciclo dos ácidos tricarboxílicos reverso
Via do Hidroxipropionato
Choroflexus
12
Cell material
Calvincycle
Cytoplasmichydrogenase
ATPase
In
Membrane-integratedhydrogenase
Out
! Bactérias oxidantes de hidrogénio
13
e Bactérias nitrificantes
Nitrosomonas
Nitrobacter
Nitrococcus
Nitrospira
Nitrospina
Nitrosococcus
Bactérias oxidantes de amónia
“nitrosifyers”
Bactérias oxidantes de nitritos
“nitrifying”
", #, $, % Proteobacteria
Quimiolitotróficas
Oxidantes de amónia: NH3 => NO2-
Oxidantes de nitritos: NO2- => NO3
2-
Nitrosospira
Nitrosolobus
14
Bactérias oxidantes de amónia
“nitrosifyers”
e Bactérias nitrificantes
Oxidation ofhydroxylamine
Periplasm
Oxidation ofammonia
Cytoplasm
Reductionof oxygen
AMO: Amónia MonoOxigenase
HAO: HidroxilAmina
Oxidoreducatse
15
e Bactérias nitrificantes
Bactérias oxidantes de nitritos
“nitrifying”
Periplasm
Oxidation of nitrite
Cytoplasm
Reductionof oxygen
NOR: Nitrito Oxidoreducatse
17
Electron transportsystem
Soxsystem
APS reductase
Adenosine phos-phosulfate (APS)
Sulfiteoxidase
Substrate-levelphosphorylation
Key:
H2S,
S2O32-,
SO42-,
SO32-,
thiosulfate
sulfurS0,
sulfide
sulfite
sulfate
! Bactérias oxidantes de Enxofre
Paracoccus pantotrophus