Реакция Мелера - Mehler reaction

В Реакция Мелера назван в честь Алана Х. Мелера, который в 1951 г. представил данные о выделении хлоропласты уменьшить кислород до формы пероксид водорода (ЧАС
2О
2)[1]. Мехлер заметил, что ЧАС
2О
2 образованный таким образом не является активным промежуточным продуктом фотосинтеза; скорее, как активные формы кислорода, он может быть токсичным для окружающих биологических процессов в качестве окислитель. В научной литературе реакция Мелера часто используется как синоним Водно-водный цикл[2] сослаться на формирование ЧАС
2О
2 путем фотосинтеза. Sensu stricto, круговорот воды включает в себя Реакция Хилла, в которой вода расщепляется с образованием кислорода, а также реакция Мелера, в которой кислород восстанавливается с образованием ЧАС
2О
2 и, наконец, уборка этого ЧАС
2О
2 антиоксидантами с образованием воды.

Начиная с 1970-х годов профессор Кози Асада выяснил, что кислород можно восстанавливать за счет электронов, выходящих из ферредоксин из фотосистема I, чтобы сформировать супероксид, который затем уменьшается на супероксиддисмутаза формировать ЧАС
2О
2. Этот фотохимический ЧАС
2О
2 затем уменьшается под действием аскорбатпероксидаза образовывать воду и окислять аскорбат. Асада утверждал, что кислород представляет собой важный поглотитель избыточной энергии возбуждения, приобретаемой при воздействии яркого света на растения. Он часто начинал семинары с вопроса: «Почему растения не загорают, несмотря на то, что находятся на свету?»[3].

Насколько большую фотозащитную роль играет водно-водный цикл, было поводом для некоторых дискуссий. У наземных растений перенос электронов к кислороду от ферредоксина в 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, что восстановление кислорода свободными электронами, выходящими из PSI, предотвращает чрезмерное восстановление компонентов цепи переноса электронов.[7]

Круговорот воды и воды не связан с фотодыхание, поскольку он включает различные реакции и не приводит к чистому потреблению кислорода.

использованная литература

  1. ^ Мелер, Алан (1951). «Исследования реакций освещенных хлоропластов: I. Механизм восстановления кислорода и других реагентов Хилла». Архивы биохимии и биофизики. 33 (1): 65–77. Дои:10.1016/0003-9861(51)90082-3.
  2. ^ Асада, Кози (июнь 1999 г.). «Водный цикл в хлоропластах: улавливание активных кислорода и рассеивание избытка фотонов». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений. 50: 601-639. Дои:10.1146 / annurev.arplant.50.1.601.
  3. ^ Мано, Эндо и Мияке (2016). «Как фотосинтезирующие организмы справляются со световым стрессом? Дань памяти покойному профессору Кози Асада». Физиология растений и клеток. 57 (7): 1351-1353. Дои:10.1093 / pcp / pcw116.
  4. ^ Барсук, М .; von Caemmerer, S .; Рууска, С .; Накано, Х. (2000). «Электронный поток 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. ЧВК  1692866. PMID  11127997.
  5. ^ Ruuska, S.A .; Badger, M.R .; фон Каммерер, С. (2000). «Фотосинтетические электроны опускаются в трансгенном табаке с уменьшенным количеством Rubisco: мало доказательств значительной реакции Мелера». Журнал экспериментальной ботаники. 51: 357–368. Дои:10.1093 / jexbot / 51.suppl_1.357.
  6. ^ Driever, S.M .; Бейкер, Н. (2011). "Круговорот воды и воды в листьях не является основным альтернативным стоком электронов для рассеивания избыточной энергии возбуждения, когда CO
    2     ассимиляция ограничена ». Растения, клетки и окружающая среда. 34 (5): 837–846. Дои:10.1111 / j.1365-3040.2011.02288.x.
  7. ^ Хебер, Ульрих (2002-01-01). "Irrungen, Wirrungen? Реакция Мелера в отношении циклического транспорта электронов в C3-растениях". Фотосинтез Исследования. 73 (1–3): 223–231. Дои:10.1023 / А: 1020459416987. ISSN  1573-5079. PMID  16245125.