реакция Мелера

Реакция Мелера названа в честь Алана Х. Мелера, который в 1951 году представил данные о том, что изолированные хлоропласты восстанавливают кислород с образованием перекиси водорода ( H
₂2О
₂). ^{[ 1 ]} Мелер заметил, что H
₂2О
_{Образованный таким образом 2} не является активным интермедиатом фотосинтеза; скорее, как активная форма кислорода, он может быть токсичным для окружающих биологических процессов в качестве окислителя . В научной литературе реакция Мелера часто используется как синоним цикла вода-вода. ^{[ 2 ]} для обозначения образования H
₂2О
₂ фотосинтезом. Строго говоря , круговорот воды и воды включает в себя реакцию Хилла , в которой вода расщепляется с образованием кислорода, а также реакцию Мелера, в которой кислород восстанавливается с образованием H.
₂2О
₂ и, наконец, очистка этого H
₂2О
₂ антиоксидантами с образованием воды.

Начиная с 1970-х годов профессор Кози Асада выяснил, что кислород может восстанавливаться электронами, выходящими из ферредоксина фотосистемы I , с образованием супероксида , который затем восстанавливается супероксиддисмутазой с образованием H.
₂2О
₂ . Этот фотохимический H
₂2О
₂ затем восстанавливается под действием аскорбатпероксидазы с образованием воды и окисленного аскорбата . Асада утверждал, что кислород представляет собой важный поглотитель избыточной энергии возбуждения, приобретенной во время воздействия на растения яркого света. Он часто начинал семинары с вопроса: «Почему растения не обгорают на солнце, несмотря на то, что подвергаются воздействию света?». ^{[ 3 ]}

Насколько фотозащитная роль принадлежит круговороту воды в воде, стала поводом для дискуссий. У наземных растений передача электронов к кислороду от ферредоксина при PSI составляет менее 10% от общего фотосинтетического транспорта электронов. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Однако у водорослей и других одноклеточных фотосинтезирующих организмов это количество может составлять от 20 до 30% общего транспорта электронов. Возможно, восстановление кислорода свободными электронами, выходящими из PSI, предотвращает чрезмерное восстановление компонентов цепи переноса электронов. ^{[ 7 ]}

Вода Водный цикл не связан с фотодыханием , поскольку он включает в себя различные реакции и не приводит к чистому потреблению кислорода.

Ссылки

^ Мелер, Алан (1951). «Исследование реакций освещенных хлоропластов: I. Механизм восстановления кислорода и других реагентов Хилла». Архив биохимии и биофизики . 33 (1): 65–77. дои : 10.1016/0003-9861(51)90082-3 .
^ Асада, Кози (июнь 1999 г.). «Круговорот воды в хлоропластах: очистка активного кислорода и рассеяние избыточных фотонов». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 50 : 601-639. doi : 10.1146/annurev.arplant.50.1.601 .
^ Мано, Эндо и Мияке (2016). «Как фотосинтезирующие организмы справляются со световым стрессом? Дань уважения покойному профессору Кози Асаде» . Физиология растений и клеток . 57 (7): 1351–1353. дои : 10.1093/pcp/pcw116 .
^ Бэджер, М.; фон Кеммерер, С.; Рууска, С.; Накано, Х. (2000). «Поток электронов к кислороду у высших растений и водорослей: скорость и контроль прямого фотовосстановления (реакция Мелера) и рубискооксигеназы» . Философские труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки . 355 (1402): 1433–1446. дои : 10.1098/rstb.2000.0704 . ПМЦ 1692866 . ПМИД 11127997 .
^ Рууска, SA; Бэджер, MR; фон Кеммерер, С. (2000). «Фотосинтетические электроны поглощаются трансгенным табаком с уменьшенным количеством Рубиско: мало доказательств значимой реакции Мелера» . Журнал экспериментальной ботаники . 51 : 357–368. doi : 10.1093/jexbot/51.suppl_1.357 .
^ Драйвер, С.М.; Бейкер, Н. (2011). «Водный цикл в листьях не является основным альтернативным стоком электронов для рассеивания избыточной энергии возбуждения, когда CO
₂ ассимиляция ограничена» . Plant, Cell & Environment . 34 (5): 837–846. doi : 10.1111/j.1365-3040.2011.02288.x .
^ Хебер, Ульрих (1 января 2002 г.). «Иррунген, Виррунген? Реакция Мелера в отношении циклического транспорта электронов в растениях C3». Исследования фотосинтеза . 73 (1–3): 223–231. дои : 10.1023/А:1020459416987 . ISSN 1573-5079 . ПМИД 16245125 .

[1] Мелер, Алан (1951). «Исследование реакций освещенных хлоропластов: I. Механизм восстановления кислорода и других реагентов Хилла». Архив биохимии и биофизики . 33 (1): 65–77. дои : 10.1016/0003-9861(51)90082-3 .

[2] Асада, Кози (июнь 1999 г.). «Круговорот воды в хлоропластах: очистка активного кислорода и рассеяние избыточных фотонов». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 50 : 601-639. doi : 10.1146/annurev.arplant.50.1.601 .

[3] Мано, Эндо и Мияке (2016). «Как фотосинтезирующие организмы справляются со световым стрессом? Дань уважения покойному профессору Кози Асаде» . Физиология растений и клеток . 57 (7): 1351–1353. дои : 10.1093/pcp/pcw116 .

[4] Бэджер, М.; фон Кеммерер, С.; Рууска, С.; Накано, Х. (2000). «Поток электронов к кислороду у высших растений и водорослей: скорость и контроль прямого фотовосстановления (реакция Мелера) и рубискооксигеназы» . Философские труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки . 355 (1402): 1433–1446. дои : 10.1098/rstb.2000.0704 . ПМЦ 1692866 . ПМИД 11127997 .

[5] Рууска, SA; Бэджер, MR; фон Кеммерер, С. (2000). «Фотосинтетические электроны поглощаются трансгенным табаком с уменьшенным количеством Рубиско: мало доказательств значимой реакции Мелера» . Журнал экспериментальной ботаники . 51 : 357–368. doi : 10.1093/jexbot/51.suppl_1.357 .

[6] Драйвер, С.М.; Бейкер, Н. (2011). «Водный цикл в листьях не является основным альтернативным стоком электронов для рассеивания избыточной энергии возбуждения, когда CO
₂ ассимиляция ограничена» . Plant, Cell & Environment . 34 (5): 837–846. doi : 10.1111/j.1365-3040.2011.02288.x .

[7] Хебер, Ульрих (1 января 2002 г.). «Иррунген, Виррунген? Реакция Мелера в отношении циклического транспорта электронов в растениях C3». Исследования фотосинтеза . 73 (1–3): 223–231. дои : 10.1023/А:1020459416987 . ISSN 1573-5079 . ПМИД 16245125 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]