숭늉의 연구일지

CAM 식물크레슐란 대사(Crassulacean acid metabolsim)를 하는 식물을 말한다.사막의 고온 건조한 환경에서 수분 손실 방지를 위해 기공이 밤에 열리고 낮에 닫힌다.밤에는 CO2를 고정하고(+기공 열림), 낮에는 탄소고정(암반응)반응이 일어남(+기공 닫힘)밤에 흡수된 CO2는 PEP carboxylase와 NAD+-malate dehydrgenase에 의해 말산으로 합성되어 액포에 저장된다. 여기서 사용되는 PEP는 엽록체 속 녹말에서 기원한다.낮에는 저장된 말산이 세포질로 나와 NADP+-말산 효소에 의해 엽록체에서 CO2가 방출되고 여기서 나온 피루브산은 녹말이 된다.이 과정은 모두 엽육세포 내에서 일어난다.PEP carboxylase의 말산 감수성은 kinase/phosphata..

C4 식물의 특성옥수수, 사탕수수, 수수 같은 식물들은 자연적 생육조건에서 낭비적인 광호흡 문제를 해결하기 위해 생겨난 광합성 기질과 구조를 갖는다.이들은 CO2를 3-인산글리세르산(3PG)으로 편입하기 전 4탄소 화합물(oxalacetic acid)로 고정한다.광합성이 엽육세포와 유관속초 세포에 나누어서 일어나는 특징을 갖는다.이런 특성으로 인해 높은 광합성 속도, 높은 성장률, 낮은 광호흡 속도, 수분 손실 감소 등의 이점을 갖는다.C4 cycleCO2 고정시에 oxygenase 활성을 갖는 Rubisco 대신 O2에 대한 활성이 없고, 낮은 CO2 농도에서도 CO2 고정이 가능한 PEP carboxylase를 이용한다.C4 식물의 구조와 기능적 특징크란츠 구조엽육 세포가 해면조직과 책상조직의 구분이..

광호흡(photorespiration) 루비스코(Rubisco)의 기질은 O2와 CO2 2가지 이다. 이 두 기질은 효소의 활성 자리를 두고 경쟁하여 O2는 3~4번에 한 번 정도 결합해** 3-인산 글리세르산과 2-인산 글리콜산을 형성한다. **일반적으로 CO2의 Km은 9uM, O2의 Km은 350uM 정도이다. 현재 대기는 CO2가 11uM, O2가 250uM 정도이다. Rubisco의 Oxygenase 활성에의해 RuBP + O2 → 3-인산 글리세르산 + 2-인산 글리콜산을 만든다. 만들어진 2-인산글리콜산 두 분자는 화학반응을 통해 세린 한 분자와 CO2 한 분자를 형성한다. 이 과정에서 질소 하나가 NH3로 무기화되며 ATP를 한 분자 소모한다. 결과적으로 광호흡이 일어나기 위해서는 온도가 ..

캘빈회로의 조절 1. 빛에 의한 조절 루비스코(rubisco) 조절 빛 에너지에 의한 명반응이 스트로마의 pH를 높여서 스트로마로 Mg2+의 방출을 촉진해 루비스코와 FBPase-1의 활성을 촉진한다. 다양한 효소 활성화 5-인산 라이불로스 카이네이스, FBPase-1, sedoheptulose-1,7-bisphosphatase, 3-인산 글리세르알데하이드 dehydrogenase 활성화 기본적으로 효소내 SH 잔기 사이에 결합이 생기면 효소가 불활성화되고 잔기 사이의 결합이 끊어지고 환원되면 효소가 활성화되는 특성을 갖는다. 2. 녹말과 설탕 합성을 통한 조절 삼탄당이 1/6 이상 빠져나가면 캘빈회로는 느려지거나 정지한다. 스트로마의 인산의 농도가 낮아지면 DHAP의 유출이 제한되고, 엽록체 내부에서 ..

Pi -인산 삼탄당 역수송체 인산과 3탄당의 1:1 교환을 촉진한다. 이를 통해 스트로마에서 진행되는 캘빈회로에서 부족한 인산을 세포질에서 공급받는다. 역수송체에 의한 ATP와 환원당량의 간접교환 엽록체에 저장된 ATP와 NADH의 에너지를 세포질로 전달할 수 있게 된다. 물질을 통한 간접적인 방법으로 전달이 된다.

캘빈 회로 - CO2 동화 캘빈 회로는 총 3단계로 구성된다. 단계 1: 탄소고정 1,5 - 이중인산라이불로스(RuBP)와 CO2를 축합 하여 두 분자의 3-인산글리세르산을 생성한다. 이 과정을 Rubisco가 관여한다. **Rubisco(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) 역할 CO2를 5탄당인 RuBP에 결합시키는 반응과 이로 인해 만들어지는 불안정한 6탄소 중간체를 분해하여 두 분자의 3-인산 글리세르산으로 만드는 역할을 한다. 합성 Phytochrome, Crypthochrome이 빛을 흡수하면 Rubisco의 합성이 촉진된다. 활성화 명반응에 의해 스트로마의 pH가 상승하면 Rubisco activaase에 의해 Rubisco가 인산화되어 활성..

광저해(광산화) 과도한 빛 에너지에 의해 들뜬 전자가 유도공명, 광하학 반응에 의해 신속히 제거되지 못하면 O2-, O, H2O2가 생성된다. 이로 인해 엽록체와 세포가 손상되어 광합성이 저해되는데 이를 광저해(광산화)라고 한다. 광저해 잎이 이용할 수 있는 수준 이상으로 빛에 노출 시 광합성이 저해되고 양자수율이 감소하는 것으로 PSⅡ 반응 중심이 영향을 미친다. 광저해는 크게 '동적 광저해'와 '만성 광저해'가 있다 동적 광저해(dynamic photoinhibition) 약간의 과도한 빛에 의해 나타나는 광저해이다. 양자효율이 감소하지만 최대 광합성률은 변화가 없다. 흡수된 빛 에너지가 열로 방출되며 O2-, O, H2O2 등을 제거하면 회복된다. 만성 광저해(chronic photoinhibiti..

순환적, 비순환적 광인산화비순환적 광인산화: PSⅡ - Cytb6f complex - PSⅠ - NADP+로 이어지는 전자의 흐름→  NADPH와 ATP를 합성 순환적 광인산화: Fd - Cytb6f complex - PC - P700 - (전자전달계) - Fd - Cytb6f complex ... 로 순환하는 전자의 흐름→  양성자의 농도 기울기(구배)를 형성해 결과적으로 ATP를 합성 식물은 위 두 종류에 해당하는 광인산화 경로를 조절하여 NADP+ : NADPH = 3 : 2 비율로 유지한다.초과 분의 빛에 의한 ATP 생성은 높은 광도에서 광저해 효과를 감소시키는 역할을 수행한다. 이는 NADPH의 요구도가 감소하고 ATP의 요구도가 증가할 때 일어난다. 광수집 복합체(LHC)에 의한 광합성 광계..