Sekvestrace uhlíku

Sekvestrace uhlíku  je obecný název pro soubor procesů, kterými se oxid uhličitý CO 2 přeměňuje na organickou hmotu . Tyto procesy využívají autotrofy , tedy organismy, které samy produkují organické látky, které potřebují. Zejména proces sekvestrace uhlíku je součástí fotosyntézy .

Je známo osm biochemických cest fixace uhlíku autotrofními organismy. Nejběžnějším biologickým procesem sekvestrace uhlíku je Calvinův cyklus .

Rostliny

Rostliny používají při fotosyntéze tři různé procesy sekvestrace uhlíku, a proto se dělí do tří různých tříd.

• Od 3 rostliny využívají Calvinův cyklus a vytvářejí sloučeniny, které obsahují tři uhlíky. Tento typ fotosyntézy je charakteristický pro většinu suchozemských rostlin.
• C4 - rostliny před Calvinovým cyklem zahrnují CO2 v kombinaci se 4 atomy uhlíku. Takové rostliny mají zvláštní vnitřní strukturu listů. Patří mezi ně cukrová třtina a kukuřice . Obecně proces C 4 využívá 7600 druhů rostlin, což jsou 3 % z celkového počtu [1] .
• Rostliny CAM ukládají CO 2 v noci jako derivát kyseliny jablečné a uvolňují ho během dne, aby se zvýšila účinnost Calvinova cyklu. Tento mechanismus využívá 16 tisíc rostlin [2] , zejména kaktusů .

Mikroorganismy

Pro mikroorganismy jiné než Calvinův cyklus jsou známy mechanismy sekvestrace uhlíku. Patří mezi:

• Reverzní Krebsův cyklus
• Redukční acetyl-CoA dráha
• 3-hydroxypropionátová dráha a dva související cykly ( 3-hydroxypropionát/4-hydroxybutyrát a dikarboxylát/4-hydroxybutyrát ).

Heterotrofy

Ačkoli téměř všechny heterotrofy nedokážou syntetizovat zcela organické molekuly z oxidu uhličitého, část oxidu uhličitého je součástí jejich metabolismu. [3] Poprvé byla heterotrofní asimilace oxidu uhličitého objevena v roce 1936 H.Woodem a C.Werkmanem při studiu fermentace glycerolu propionovými bakteriemi. Karboxylace pyruvátu, vedoucí k tvorbě kyseliny oxalooctové , se nazývá Wood-Werkmannova reakce. Bylo prokázáno, že karboxylační reakce probíhají ve všech heterotrofních prokaryotech, stejně jako v buňkách všech eukaryotických organismů, včetně vyšších rostlin a živočichů. Některé heterotrofy používají oddělené reakce pro zahrnutí oxidu uhelnatého (ve formě uhličitanového iontu) do jejich metabolismu . Tato reakce se provádí zejména pyruvátkarboxylázouv glukoneogenezi , acetyl-CoA karboxyláza v syntéze mastných kyselinaminoimidazol ribonukleotid karboxylázapři syntéze purinových nukleotidů de novo, stejně jako oxid uhelnatý se spotřebovává při anaplerotických reakcích a na syntézu karbamoylfosfátuenzym karbamoylfosfát syntáza.

Viz také

• Metabolismus
• Chemosyntéza
• Fotosyntéza
• Fixace dusíku
• Autotrofy

Poznámky

1. ↑ Šalvěj, jeřáb; Russell Monson. 16 // C4 Biologie rostlin  (neopr.) . - 1999. - S. 551-580. — ISBN 0126144400 .
2. ↑ Antony N. Dodd, Anne M. Borland, Richard P. Haslam, Howard Griffiths 1 a Kate Maxwell. Metabolismus kyseliny Crassulacean: plastický, fantastický  (anglicky)  // Journal of Experimental Botany . — Oxford University Press . — Sv. 53 , iss. 369 . - S. 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 by Harland G. Wood  // The  Journal of Biological Chemistry  : journal. — 2005.

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online) Universalis