Kolbindning

Kolbindning  är det allmänna namnet för den uppsättning processer genom vilka koldioxid CO 2 omvandlas till organiskt material . Sådana processer använder autotrofer , det vill säga organismer som själva producerar de organiska ämnen de behöver. I synnerhet är processen för kolbindning en beståndsdel i fotosyntesen .

Åtta biokemiska vägar för kolfixering av autotrofa organismer är kända. Den vanligaste biologiska kolbindningsprocessen är Calvincykeln .

Växter

Växter använder tre olika kolbindningsprocesser i fotosyntesen och delas därför in i tre olika klasser.

• Från 3 använder växter Calvin-cykeln och skapar föreningar som innehåller tre kol. Denna typ av fotosyntes är karakteristisk för de flesta landväxter.
• C 4 -växter före Calvincykeln inkluderar CO 2 i kombination med 4 kolatomer. Sådana växter har en speciell inre struktur av bladen. Dessa inkluderar sockerrör och majs . I allmänhet används C 4 - processen av 7600 växtarter, vilket är 3 % av totalen [1] .
• CAM-växter lagrar CO 2 på natten som ett derivat av äppelsyra och släpper ut det under dagen för att öka effektiviteten i Calvin-cykeln. Denna mekanism används av 16 tusen växter [2] , i synnerhet kaktusar .

Mikroorganismer

För andra mikroorganismer än Calvin-cykeln är kolbindningsmekanismer kända. De tillhör:

• Omvänd Krebs-cykel
• Reduktiv acetyl-CoA-väg
• 3-hydroxipropionatväg och två relaterade cykler ( 3-hydroxipropionat/4-hydroxibutyrat och dikarboxylat/4-hydroxibutyrat ).

Heterotrofer

Även om nästan alla heterotrofer inte kan syntetisera helt organiska molekyler från koldioxid, ingår en del koldioxid i deras ämnesomsättning. [3] För första gången upptäcktes heterotrofisk assimilering av koldioxid 1936 av H.Wood och C.Werkman när de studerade jäsningen av glycerol av propionbakterier. Karboxyleringen av pyruvat, vilket leder till bildandet av oxaloättiksyra , kallas Wood-Werkmann-reaktionen. Det har visat sig att karboxyleringsreaktioner äger rum i alla heterotrofa prokaryoter, såväl som i cellerna hos alla eukaryota organismer, inklusive högre växter och djur. Vissa heterotrofer använder separata reaktioner för att inkludera kolmonoxid (i form av en karbonatjon) i sin metabolism . I synnerhet utförs denna reaktion av pyruvatkarboxylasvid glukoneogenes , acetyl-CoA-karboxylas vid fettsyrasyntesaminoimidazolribonukleotidkarboxylas _under syntesen av purinukleotider de novo, såväl som kolmonoxid förbrukas under anaplerotiska reaktioner och för syntesen av karbamoylfosfatenzym karbamoylfosfatsyntas.

Se även

• Ämnesomsättning
• Kemosyntes
• Fotosyntes
• Kvävefixering
• Autotrofer

Anteckningar

1. ↑ Sage, Rönn; Russell Monson. 16 // C4  Växtbiologi (neopr.) . - 1999. - S. 551-580. — ISBN 0126144400 .
2. ↑ Antony N. Dodd, Anne M. Borland, Richard P. Haslam, Howard Griffiths 1 och Kate Maxwell. Crassulacean acid metabolism: plastic, fantastic  (engelska)  // Journal of Experimental Botany . — Oxford University Press . — Vol. 53 , iss. 369 . - P. 569-580 . doi : 10.1093 / jexbot/53.369.569 .
3. ↑ Nicole Kresge; Robert D. Simony; Robert L. Hill. The Discovery of Heterotrophic Carbon Dioxide Fixation av Harland G. Wood  // The  Journal of Biological Chemistry  : tidskrift. — 2005.

Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online) Universalis