Rolle der zyklischen Photophosphorylierung bei der photosynthetischen Kohlendioxid-Assimilation durch isolierte Chloroplasten

Die Rolle der zyklischen Photophosphorylierung bei der photosynthetischen CO2-Assimilation wurde in isolierten, intakten Chloroplasten untersucht, die zu hohen CO2-Fixierungsraten fähig sind. Es wurde festgestellt, dass ATP, das durch endogene zyklische Photophosphorylierung erzeugt wird, eine wichtige Rolle bei der Verkürzung der Verzögerungszeit bei der CO2-Assimilation und bei der Bildung von Zuckerphosphaten spielt. Die Hemmung der zyklischen oder nicht-zyklischen Photophosphorylierung führte zu einer starken Verringerung der gesamten CO2-Fixierung, aber zu unterschiedlichen Mustern der gebildeten Produkte: erhöhte Zuckerphosphate und verringertes Phosphoglycerat, wenn die nicht-zyklische Photophosphorylierung gehemmt wurde, und verminderte Zuckerphosphate und erhöhtes Phosphoglycerat, wenn die zyklische Photophosphorylierung gehemmt wurde. Antimycin A, das die Ferredoxin-katalysierte zyklische Photophosphorylierung in zerbrochenen Chloroplasten hemmt, hemmt auch die endogene zyklische Photophosphorylierung in intakten Chloroplasten, was zu einem Rückgang der gesamten CO2-Assimilation und der charakteristischen Verschiebung hin zu mehr Phosphoglycerat und weniger Zuckerphosphatbildung führt. Die Zugabe von ATP zu Chloroplasten, die durch Antimycin A gehemmt wurden, vervierfachte die Rate der CO2-Fixierung und stellte das ursprüngliche Muster der Produkte wieder her. Diese Ergebnisse unterstützen die Ansicht, dass das durch zyklische Photophosphorylierung erzeugte ATP für die Aufrechterhaltung einer hohen CO2-Assimilationsrate und die Aufrechterhaltung eines hohen ATP:NADPH-Verhältnisses, das die Umwandlung von Phosphoglycerat in Kohlenhydrate begünstigt, von wesentlicher Bedeutung ist.

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