숭늉의 연구일지

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..

광계에서 전자의 흐름 광계Ⅱ(PSⅡ)의 구조와 전자 흐름 광계Ⅱ는 유사한 D1, D2 단백질이 이량체를 형성하여 플라스토 퀴논으로 전자를 전달한다. 이후 이 전자는 Cytochrome b6f complex로 전달된다. OEC(산소방출 복합체)에서 방출된 전자를 받아 중심색소(P680)로 전달하고, Pheo(pheophytin)을 거쳐 두 PQ(플라스토 퀴논)를 거쳐 Cytochrome b6f complex로 전달된다. **pheophytin(페오피틴): 구조적으로 엽록소와 같으나 중심에 금속이온(Mg2+)이 없는 분자이다. Cytochrome b6f complex의 구조와 전자 흐름 Fe-S 중심, Cytochrome b6, Cytochrome f 등으로 구성된 복합체이다. 광계Ⅱ에서 플라스토 퀴논을 통..

광계(photo system)의 개요 틸라코이드 또는 세균막에서 빛 흡수색소가 기능적 배열로 배치된 것이다. 식물은 엽록소, 카로티노이드 및 단백질로 구성된 2개의 관계를 가지며, 빛 에너지를 수용하여 전자를 들뜨게 하고, 들뜬 전자를 방출한다. 1. 광계Ⅰ 틸라코이드가 밀집되지 않은 지역에 분포하고, 엽록소a : 엽록소b = 4:1 정도로 분포한다. 반응 중심은 P700이며 들뜬 전자가 Fd(ferredoxin; 철을 포함하는 단백질의 일종)으로 이동하여 최종적으로 NADP+로 전달되어 NADPH를 생성한다. 2. 광계Ⅱ 틸라코이드가 밀집된 지역에 분포하고, 엽록소a : 엽록소b = 1.2:1 정도로 분포한다. 반응 중심은 P680이며 들뜬 전자가 양성자 이동과 동시에 Cytb6f complex로 이동..