Hiilen sitominen

Hiilen sitominen  on yleinen nimi prosessien sarjalle, jossa hiilidioksidi CO 2 muutetaan orgaaniseksi aineeksi . Tällaisissa prosesseissa käytetään autotrofeja , eli organismeja, jotka itse tuottavat tarvitsemiaan orgaanisia aineita. Erityisesti hiilen sitomisprosessi on osa fotosynteesiä .

Tunnetaan kahdeksan biokemiallista polkua hiilen sitoutumiselle autotrofisten organismien toimesta. Yleisin biologinen hiilen sitomisprosessi on Calvinin kierto .

Kasvit

Kasvit käyttävät kolmea erilaista hiilen sitomisprosessia fotosynteesissä, ja siksi ne jaetaan kolmeen eri luokkaan.

• 3 :sta lähtien kasvit käyttävät Calvinin kiertoa luoden yhdisteitä, jotka sisältävät kolme hiiltä. Tämän tyyppinen fotosynteesi on ominaista useimmille maakasveille.
• C4 - kasvit ennen Calvin-sykliä sisältävät CO 2 :n yhdistelmänä 4 hiiliatomin kanssa. Tällaisilla kasveilla on erityinen lehtien sisäinen rakenne. Näitä ovat sokeriruoko ja maissi . Yleensä C 4 -prosessia käyttää 7 600 kasvilajia, mikä on 3 % kokonaismäärästä [1] .
• CAM-kasvit varastoivat CO 2 :ta yöllä omenahapon johdannaisena ja vapauttavat sitä päivän aikana Calvin-syklin tehokkuuden lisäämiseksi. Tätä mekanismia käyttää 16 tuhatta kasvia [2] , erityisesti kaktukset .

Mikro-organismit

Muiden mikro-organismien kuin Calvin-syklin osalta hiilen sitomismekanismit tunnetaan. Ne kuuluvat:

• Käänteinen Krebsin sykli
• Pelkistävä asetyyli-CoA-reitti
• 3-hydroksipropionaattireitti ja kaksi siihen liittyvää sykliä ( 3-hydroksipropionaatti/4-hydroksibutyraatti ja dikarboksylaatti/4-hydroksibutyraatti ).

Heterotrofit

Vaikka lähes kaikki heterotrofit eivät pysty syntetisoimaan täysin orgaanisia molekyylejä hiilidioksidista, jonkin verran hiilidioksidia sisältyy niiden aineenvaihduntaan. [3] Ensimmäistä kertaa hiilidioksidin heterotrofisen assimilaation havaitsivat vuonna 1936 H.Wood ja C.Werkman tutkiessaan glyserolin fermentaatiota propionibakteerien toimesta.. Pyruvaatin karboksylaatiota , joka johtaa oksaloetikkahapon muodostumiseen , kutsutaan Wood-Werkmann-reaktioksi. On osoitettu, että karboksylaatioreaktiot tapahtuvat kaikissa heterotrofisissa prokaryooteissa sekä kaikkien eukaryoottisten organismien soluissa, mukaan lukien korkeammat kasvit ja eläimet. Jotkut heterotrofit käyttävät erillisiä reaktioita hiilimonoksidin sisällyttämiseksi (karbonaatti-ionin muodossa) aineenvaihduntaan . Erityisesti tämän reaktion suorittaa pyruvaattikarboksylaasiglukoneogeneesissä , asetyyli - CoA- karboksylaasi rasvahapposynteesissä, amino-imidatsoliribonukleotidikarboksylaasipuriininukleotidien synteesin aikana de novo, samoin kuin hiilimonoksidia kuluu anapleroottisten reaktioiden aikana ja karbamoyylifosfaatin synteesiinentsyymi karbamoyylifosfaattisyntaasi.

Katso myös

• Aineenvaihdunta
• Kemosynteesi
• Fotosynteesi
• Typen kiinnitys
• Autotrofit

Muistiinpanot

1. ↑ Salvia, pihlaja; Russell Monson. 16 // C4 Plant Biology  (uuspr.) . - 1999. - S. 551-580. — ISBN 0126144400 .
2. ↑ Antony N. Dodd, Anne M. Borland, Richard P. Haslam, Howard Griffiths 1 ja Kate Maxwell. Crassulacean-hapon aineenvaihdunta: muovi, upea  (englanniksi)  // Journal of Experimental Botany . — Oxford University Press . — Voi. 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, Harland G. Wood  // The  Journal of Biological Chemistry  : Journal. – 2005.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa) Universalis