Quang tổng hợp ở vi khuẩn

Quang tổng hợp ở vi khuẩn

GVHD: TS Bùi Trang ViệtQuang tổng hợp ở vi khuẩn

 Giới thiệu chung về quang tổng hợp ở vi khuẩn

 Cơ chế quang tổng hợp ở vi khuẩn

 Thành phần tham gia vào hệ thống quang hợp ở vi khuẩn

 Hệ thống “antenna pigments” và các proteins thu năng lượng ánh sáng

 Chuỗi chuyền điện tử

 Chu trình calvin

 Phân loại vi khuẩn quang tổng hợp

 Dựa vào 16S rRNA

 Quang tổng hợp sinh oxy

 Quang tổng hợp không sinh oxy

 Đánh giá điểm tương đồng và khác biệt trong hệ thống quang tổng hợp ở thực vật, tảo và vi khuẩn quang hợp

 Kết luận

Nội dung

 Khái niệm chung

 Quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng, tạo năng lượng ở dạng hóa năng, cố định CO2, tạo sản

phẩm cho việc xây dựng tế bào.

 Có sinh năng lượng, nhưng ở mức thấp

 Gồm: quang tổng hợp sinh oxy và không sinh oxy

 Sự thu nhận năng lượng ánh sáng nhờ hệ thống antenna pigments, chuyển đến phức hợp sắc tố-proteins phức tạp tròn trung tâm phản ứng

 Năng lượng được sử dụng để hoạt hóa electrons đang ở trạng thái cơ bản

 Electron theo chuỗi chuyền điện tử, xuống dốc năng lượng dọc theo các chất mang điện tử, hoạt hóa sự vận chuyển proton H+

 Sự bơm H+ hoạt hóa ATP synthase, tạo ATP

Cơ chế quang hợp chung ở vi khuẩn

 Quang tổng hợp chỉ thực sự bất đầu khi năng lượng ánh sáng được thu nhận và bắt giữ bởi các phân tử angten.

 Sắc tố chính trong quang hợp ở vi khuẩn chủ yếu là bacteriochlorophyll

 Những sắc tố khác có vai trò thu nhận lượng lớn quang phổ ánh sáng, cung cấp cho sắc tố chính trong hệ thống PSII, được gọi là “antenna pigments”

 Mỗi sắc tố hấp thụ các dãy quang phổ với bước sóng khác nhau

Thành phần tham gia vào hệ thống quang hợp ở vi khuẩn

Antenna pigments và các proteins

Hệ thống antenna Các proteins tham gia

MÔ HÌNH

Mô hình liên hệ của phức hợp antenna pigments-các trung tâm phản ứng

Sắc tố và sự hấp thu ánh sáng

 Trên cơ bản là tương tự trong hệ thống quan hệ ở thực vật

 Trong chuỗi chuyền điện tử luôn có sự tham gia của các chất vận chuyển điện tử

 Với thực vật và tảo: hệ thống chuyền điện tử trên màng trong thylakoid

 Ở vi khuẩn quang hợp: hệ thống chuyền điện tử diễn ra trên màng trong tế bào vi khuẩn

 Chu trình Calvin tương tự

Thành phần tham gia vào quang hợp ở vi khuẩn

Chuỗi chuyền điện tử và chu trình Calvin

 Quang tổng hợp sinh oxy

Hai dạng quang tổng hợp ở vi khuẩn

 Dựa vào 16SrRNA: có 5 nhóm chính, chia thành 2 dạng

 Green gliding bacteria

Phân loại vi khuẩn quang tổng hợp

 Chủ yếu xảy ra ở cyanobacteria và prochlorophytes

 Cố định CO2, tổng hợp các hợp chất carbohydrates và phóng thích O2

 Xảy ra ở cấu trúc giống thylakoid với sự hiện diện của chlorophyll a/b và sắc tố phycobilisomes

 Gồm 2 chuỗi phản ứng (PSs):

- PS II- thu ánh sáng, chuyển điện tử, bơm proton, tạo ATP

- PS I- sự xuống dốc năng lượng của electron

Quang tổng hợp sinh oxy

Quang tổng hợp sinh oxy

Chủ yếu xảy ra ở cyanobacteria và prochlorophytes

 Sử dụng năng lượng ánh sáng, tạo các hợp chất

hữu cơ, sulfur hoặc fumarate Thay gì phóng

thích O2

 Chủ yếu ở các vi khuẩn tía (purple bacteria), VK

lưu huỳnh lục (green sulfur bacteria), vi khuẩn

có sắc tố xanh(green gliding bacteria) và VK

Vi khuẩn tía

Mô hình cấu trúc các phức hợp sắc tố-proteins LH2 ở Rps acidophila

Vi khuẩn tía

Mô hình cấu trúc các phức hợp sắc tố-proteins LH2 ở Rps acidophila

Vi khuẩn quang tổng hợp không sinh oxy

•Các vi khuẩn khác nhau có thành phần protein-sắc tố khác nhau, và khả năng hấp thụ các dãy quang phổ cũng khác nhau

•Vi khuẩn tía, chủng Rhodopseudomonas acidophila có 9 chuỗi alpha và 9 ß polypeptides, 18 B850

Bchls, 9 B800 Bchls

•Vi khuẩn tía, chủng Rhodospirillum molischianum có 8 chuỗi alpha và 8 ß polypeptides

•Vi khuẩn tía, chủng Rba Sphaeroides thì tương tự Rps Acidophila , dãy bước sóng khoảng 850-800nm

• Phức hợp sắc tố-protein ở LH1 lớn hơn ở LH2

Với có 15 chuỗi alpha và 15 ß polypeptides, 30 B875 Bchls

Vi khuẩn quang tổng hợp không sinh oxy

Vi khuẩn quang tổng hợp không sinh oxy

Vi khuẩn quang tổng hợp không sinh oxy

Chuỗi chuyền electron ở vi khuẩn tía

 Mỗi vi khuẩn khác nhau về di truyền

 Các sản phẩm trong cơ chế di truyền có cấu trúc và chức năng khác nhau, tham gia vào phức hợp LHC, LH1, LH2 khác nhau

 Khả năng thu nhận năng lượng ánh sáng ở các bwocs sóng sẽ thay đổi tùy loài, tùy cấu trúc của các phức hợp tham gia vào quá trình quang hợp

Sự đa dạng về hệ thống quang hợp ở vi khuẩn

So sánh sự khác biệt quang tổng hợp ở một số vi khuẩn đặc trưng khác và ở

thực vật

 Về cơ bản, quá trình quang hợp ở cả thực vật, tảo, các vi khuẩn có cơ chế và quy trình giống nhau

nên sự khác biệt ở một vài đực điểm trong sự thu nhận cũng như chuỗi chuyền điện tử ở các sinh vật

Kết luận

 http://preuniversity.grkraj.org/html/7_PHOTOSYNTHESIS.htm

Improvement”, Robert E Blankenship, Department of Chemistry and Biochemistry, Arizona

State University, Tempe, AZ 85287-1604

Sciences, University of Bristol, University Walk, Bristol, BS8 1TD, United Kingdom,

m.r.jones@bristol.ac.uk

Tài liệu tham khảo

Thank you for

listening