광합성 박테리아는 빛에너지를 ATP 합성에 사용하며, 이때 형성되고 에너지를 이용하는 전자 역수송 과정에 의해서 NADH 가 생성된다고 알려져 있다. 시금치와 같은 식물의 광합성 작용이나 일부 특수한 박테리아에서는 에너지 요구성이 없는 과정에 의해서 $NAD^+$ 가 환원됨이 또한 통설이다. 외부의 전자공여체가 관여된 일련의 저해제 실험과 ferredoxin 을 사용한 chromatophore 재구성 실험에 의해서 Rhodospirillum rubrum에서도 직접적 ...
광합성 박테리아는 빛에너지를 ATP 합성에 사용하며, 이때 형성되고 에너지를 이용하는 전자 역수송 과정에 의해서 NADH 가 생성된다고 알려져 있다. 시금치와 같은 식물의 광합성 작용이나 일부 특수한 박테리아에서는 에너지 요구성이 없는 과정에 의해서 $NAD^+$ 가 환원됨이 또한 통설이다. 외부의 전자공여체가 관여된 일련의 저해제 실험과 ferredoxin 을 사용한 chromatophore 재구성 실험에 의해서 Rhodospirillum rubrum에서도 직접적 전자전달에 의한 NAD 광환원이 관찰되었다. 이 광환원 과정은 외부의 전자공여체 농도에 의존적이며, ferredoxin 에 의해서 향상되어 feerredoxin - NADP환원효소와 유사한 가능성을 제시 해준다. ATP 합성효소 저해제인 Oligomycin 에 의해 영향받지 않고, 또한 고 에너지 상태를 소멸시키는 Gramicidin 이나 Dicumarol과 같은 제제에 의해서도 그 광환원은 감소되지 않는다. 이 박테리아는 에너지가 필요한 전자 역수송 과정 이외의 또 다른 과정에 의해서 직접 $NAD^+$ 를 환원하며 이 과정에 충분히 환원성이 큰 초기 전자수용체와 feerredoxin 이 요구된다고 결론 지을 수 있으며 호흡계로 볼때 ubiquinon 이전에 이미 어떤 갈라지는 지점이 있다고 여겨진다.
광합성 박테리아는 빛에너지를 ATP 합성에 사용하며, 이때 형성되고 에너지를 이용하는 전자 역수송 과정에 의해서 NADH 가 생성된다고 알려져 있다. 시금치와 같은 식물의 광합성 작용이나 일부 특수한 박테리아에서는 에너지 요구성이 없는 과정에 의해서 $NAD^+$ 가 환원됨이 또한 통설이다. 외부의 전자공여체가 관여된 일련의 저해제 실험과 ferredoxin 을 사용한 chromatophore 재구성 실험에 의해서 Rhodospirillum rubrum에서도 직접적 전자전달에 의한 NAD 광환원이 관찰되었다. 이 광환원 과정은 외부의 전자공여체 농도에 의존적이며, ferredoxin 에 의해서 향상되어 feerredoxin - NADP환원효소와 유사한 가능성을 제시 해준다. ATP 합성효소 저해제인 Oligomycin 에 의해 영향받지 않고, 또한 고 에너지 상태를 소멸시키는 Gramicidin 이나 Dicumarol과 같은 제제에 의해서도 그 광환원은 감소되지 않는다. 이 박테리아는 에너지가 필요한 전자 역수송 과정 이외의 또 다른 과정에 의해서 직접 $NAD^+$ 를 환원하며 이 과정에 충분히 환원성이 큰 초기 전자수용체와 feerredoxin 이 요구된다고 결론 지을 수 있으며 호흡계로 볼때 ubiquinon 이전에 이미 어떤 갈라지는 지점이 있다고 여겨진다.
Unlike green plants, the most photosynthetic bacteria are known to utilize light energy for the generation of ATP through photophosphorylation as the major photochemical reaction, thus NADH should be supplied by reversal electron transport pushed by photochemically generated high energy state. Recen...
Unlike green plants, the most photosynthetic bacteria are known to utilize light energy for the generation of ATP through photophosphorylation as the major photochemical reaction, thus NADH should be supplied by reversal electron transport pushed by photochemically generated high energy state. Recently, however, we have demonstrated from a series of experiments with Rs.rubrum that they have alternative path leading to direct photoreduction of NAD$^+$ via noncyclic electron transfer system. In this paper, we wish to report our finding of direct photoreduction of NAD$^+$ by Rs.rubrum chromatophores. The photoreduction activity was demonstrated with electron donor DCPIP plus ascorbate in the absence of phosphate pool. The chromatophore preparation of Rs.rubrum seemed to have both activities of NAD$^+$ reduction driven by ATP and light energy, respectively. However, inhibition study with several electron transfer inhibitors and uncouplers suggested that there may exist a control point between photoreduction and photophosphorylation in photosynthetic bacterial system. Exogenecus ferredoxin effect on the photoreduction of NAD$^+$ was also studied. Chromatophores that contain ubiquinone, iron, and iron-sulfur proteins, catalyze NAD$^+$ photoreduction directly. Respiratory inhibitor enhance the photoreduction activities. Uncouplers could dissipate high energy, but did not change the photoreduction role of chromatophores. ADP/P$_i$ enhance the photophosphorylation, thus slow down the photoreduction rate. The NAD$^+$ photoreduction activity can be enhanced by increasing exogenous ferredoxin. And the NAD photoreduction shows electron donor dependency, further the reduction can be enhanced by ferredoxin. It seems that the role of the direct photoreduction in bacterial chromatophores is to produce reducing power before cytochromes, thus branch out the photon excited electrons from cycling.
Unlike green plants, the most photosynthetic bacteria are known to utilize light energy for the generation of ATP through photophosphorylation as the major photochemical reaction, thus NADH should be supplied by reversal electron transport pushed by photochemically generated high energy state. Recently, however, we have demonstrated from a series of experiments with Rs.rubrum that they have alternative path leading to direct photoreduction of NAD$^+$ via noncyclic electron transfer system. In this paper, we wish to report our finding of direct photoreduction of NAD$^+$ by Rs.rubrum chromatophores. The photoreduction activity was demonstrated with electron donor DCPIP plus ascorbate in the absence of phosphate pool. The chromatophore preparation of Rs.rubrum seemed to have both activities of NAD$^+$ reduction driven by ATP and light energy, respectively. However, inhibition study with several electron transfer inhibitors and uncouplers suggested that there may exist a control point between photoreduction and photophosphorylation in photosynthetic bacterial system. Exogenecus ferredoxin effect on the photoreduction of NAD$^+$ was also studied. Chromatophores that contain ubiquinone, iron, and iron-sulfur proteins, catalyze NAD$^+$ photoreduction directly. Respiratory inhibitor enhance the photoreduction activities. Uncouplers could dissipate high energy, but did not change the photoreduction role of chromatophores. ADP/P$_i$ enhance the photophosphorylation, thus slow down the photoreduction rate. The NAD$^+$ photoreduction activity can be enhanced by increasing exogenous ferredoxin. And the NAD photoreduction shows electron donor dependency, further the reduction can be enhanced by ferredoxin. It seems that the role of the direct photoreduction in bacterial chromatophores is to produce reducing power before cytochromes, thus branch out the photon excited electrons from cycling.
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