Связывание углерода
Связывание углерода — общее название совокупности процессов, при которых углекислый газ CO2 преобразуется в органические вещества. Такие процессы используют автотрофы, то есть организмы, которые сами вырабатывают необходимые для себя органические вещества. В частности, процесс связывания углерода является составной частью фотосинтеза.
Известно восемь биохимических путей связывания углерода автотрофными организмами. Наиболее распространённым биологическим процессом связывания углерода является цикл Кальвина.
Растения
[править | править код]Растения при фотосинтезе используют три разных процесса связывания углерода, и, соответственно, делятся на три разных класса.
- С3 растения используют цикл Кальвина, создавая соединения, которые содержат три атома углерода. Этот тип фотосинтеза свойственен для большинства наземных растений.
- С4-растения перед циклом Кальвина включают CO2 в соединение с 4 атомами углерода. Такие растения имеют особое внутреннее строение листьев. К ним принадлежат сахарный тростник и кукуруза. В общем, С4 процесс используют 7600 видов растений, что составляет 3 %, от общего количества[1].
- CAM-растения запасают CO2 ночью в виде производных от яблочной кислоты и выделяют его днём для увеличения эффективности цикла Кальвина. Такой механизм используют 16 тысяч видов растений[2], в частности, кактусы.
Микроорганизмы
[править | править код]Для микроорганизмов известны другие, отличные от цикла Кальвина, механизмы связывания углерода. К ним принадлежат:
- Обратный цикл Кребса
- Восстановительный ацетил-КоА путь
- 3-гидроксипроприонатный путь и два родственных цикла (3-гидроксипропионатный/4-гидроксибутиратный и дикарбоксилатный/4-гидроксибутиратный).
Гетеротрофы
[править | править код]Хотя почти все гетеротрофы не могут синтезировать полностью органические молекулы из двуокиси углерода, некоторое количество углекислого газа включается в их метаболизм. [3] Впервые гетеротрофная ассимиляция углекислоты была обнаружена в 1936 г. Х.Вудом и К.Веркманом (H.Wood, C.Werkman) при изучении сбраживания глицерина пропионовыми бактериями[англ.]. Карбоксилирование пирувата, приводящее к образованию щавелевоуксусной кислоты, получило название реакции Вуда-Веркмана. Показано, что реакции карбоксилирования имеют место у всех гетеротрофных прокариот, а также в клетках всех эукариотных организмов, включая высшие растения и животных. Некоторые гетеротрофы используют отдельные реакции включение оксида углерода (в виде карбонат иона) в своём метаболизме. В частности, такую реакцию осуществляет пируваткарбоксилаза[англ.] при глюконеогенезе, ацетил-КоА-карбоксилаза при синтезе жирных кислот[англ.], карбоксилаза аминоимидазолрибонуклеотида[англ.] при синтезе пуриновых нуклеотидов de novo, а также оксид углерода потребляется при анаплеротических реакциях и для синтеза карбамоилфосфата[англ.] ферментом карбамоилфосфатсинтазой[англ.].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Sage, Rowan; Russell Monson. 16 // C4 Plant Biology (неопр.). — 1999. — С. 551—580. — ISBN 0126144400.
- ↑ Antony N. Dodd, Anne M. Borland, Richard P. Haslam, Howard Griffiths 1 и Kate Maxwell. Crassulacean acid metabolism: plastic, fantastic (англ.) // Journal of Experimental Botany. — Oxford University Press. — Vol. 53, iss. 369. — P. 569—580. — doi:10.1093/jexbot/53.369.569.
- ↑ Nicole Kresge; Robert D. Simoni; Robert L. Hill. The Discovery of Heterotrophic Carbon Dioxide Fixation by Harland G. Wood (англ.) // The Journal of Biological Chemistry : journal. — 2005. Архивировано 14 апреля 2019 года.
 | В другом языковом разделе есть более полная статья Carbon fixation (англ.). |
 |
|---|
