Slide Fotossíntese-2023 1

12/06/2023 Fotossíntese CLOP Bactérias Algas Plantas Fotossintese oxigênica Quimiotróficos Fotossintese oxigênica Reações dependentes de luz Reações de fixação de carbono Cloroplastos Reações dependentes de luz 1 2 3 4 5 6 12/06/2023 Radiação eletromagnética Absorção de luz Transfererência de éxciton Foto-oxidação Pigmentos absorvedores de luz – clorofilas Fotopigmentos primários Pigmentos absorvedores de luz - clorofilas complexos coletores de luz = LHC (light-harvesting complexes) 7 8 9 10 11 12 12/06/2023 Pigmentos absorvedores de luz – carotenoides Fotopigmentos secundários ou acessórios Fotossistemas fóton 250-400 Espinafre  200 clorofila + 50 carotenóides 1 cloroplasto  centenas de PS -Moléculas coletoras de luz ou antenas moleculares -Centro de reação fotoquímica clorofila isolada in vitro – fluorescência/calor fóton Fotossistemas Fotossistema I (PSI) – P700 Fotossistema II (PSII) – P680 photosystem 13 14 15 16 17 18 12/06/2023 Fd= ferredoxina (Fe-S) Pheo= feofitina (clorofila s/Mg2+) flavoproteína Plastocianina (Cu+) Complexo produtor de oxigênio ou de liberação de oxigênio ou complexo de cisão da água – complexo proteíco (Mn; Ca); Tyr (Z ou TyrZ) (Fe-S) Tyr 19 20 21 22 23 24 12/06/2023 2H+  Mg2+ 3ATP/O2 3ATP/O2 FOTOFOSFORILAÇÃO vol ΔpH estroma 2 e-  1 NADPH 4 e-  2 NADPH Fd= ferredoxina Pheo= feofitina 2 H2O + 8 fótons + 2NADP+ + ~3ADP + ~3Pi  O2 + 2NADPH + ~3 ATP flavoproteína FOTOFOSFORILAÇÃO Fotofosforilação cíclica 25 26 27 28 29 30 12/06/2023 Fd= ferredoxina Reações de assimilação do carbono Ciclo de Calvin ou ciclo de redução fotossintética do carbono 1- Fixação I (plantas) e II Kcat 3 s-1 (catalase Kcat 1 x 107 s-1) Ribulose-1,5-bifosfato-carboxilase/oxigenase (RUBISCO) (8 subunidades grandes em azul e 8 pequenas em cinza) SG - genoma do cloroplasto; cd 1 sitio catalitico SP - genoma nuclear; função ? 31 32 33 34 35 36 12/06/2023 Mg 2+ Ribulose 1,5-bifosfato Carbamoil-Lys Aproxima e orienta S no sítio ativo Polariza CO2 para a reação. Lys 201 ATP/rubisco ativase Lys 201 carbamoilada  Degradado ou expelido pela rubisco-ativase “inibidor noturno” ATP ADP NADPH NADP+ 2- Redução Gliceraldeído-3-fosfato- desidrogenase Fosfoglicerato quinase 37 38 39 40 41 42 12/06/2023 3- Regeneração do aceptor x2 Fd= ferredoxina Pheo= feofitina 2 H2O + 8 fótons + 2NADP+ + ~3ADP + ~3Pi  O2 + 2NADPH + ~3 ATP flavoproteína 43 44 45 46 47 48 12/06/2023 Reações de assimilação do carbono Reações do escuro 2 H2O + 8 fótons + 2NADP+ + ~3ADP + ~3Pi  O2 + 2NADPH + ~3 ATP Ativação de enzimas pela luz Gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase Ribulose-5-fosfato-quinase Frutose-1,6-bifosfatase Sedoeptulose-1,7-bifosfatase LUZ regulação pela luz Ativação de enzimas pela luz Gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase Ribulose-5-fosfato-quinase Frutose-1,6-bifosfatase Sedoeptulose-1,7-bifosfatase ATP ADP NADPH NADP+ 2- Redução Gliceraldeído-3-fosfato- desidrogenase Fosfoglicerato quinase 3- Regeneração do aceptor x2 Ribulose-1,5-bifosfato-carboxilase/oxigenase (rubisco) Atividade oxigenase 49 50 51 52 53 54 12/06/2023 Fotorrespiração  temperaturas Via do glicolato +2ATP/CO2 Km PEP carboxilase < Km Rubisco estrutura foliar especializada C3 C4 C3 C4 3ATP/CO2 18ATP/Glc 5ATP/CO2 30ATP/Glc Ex. milho, cana de açúcar, sorgo Ex. arroz, trigo, soja 55 56 57 58 59 60 12/06/2023 CAM (Crassulacean acid metabolism) Ex. Crassulaceae, abacaxi, sisal 61 62 63