Photosynthese: Kohlenstofffixierung etc. Flashcards
Wie wird der Oxidationszustand von CO2 bei der Umwandlung in Zucker verändert?
Reduktion
Wo findet die CO2-Fixierung statt?
im Stroma der Chloroplasten
Welche Produkte der Lichtreaktionen werden genutzt, um Kohlenstoff in Form von Kohlenhydraten zu binden?
ATP und NADPH zu CH2O
In welche 3 Phasen unterteilt sich der Calvin-Zyklus?
Carboxylierung, Reduktion, Regeneration des CO2-Akzeptors
Was machen Aldolasen im Calvin-Zyklus?
Kondensation von Aldosen mit Ketosen
Was machen Bisphosphatasen im Calvin-Zyklus?
Exergonische Reaktionen
Was machen Transketolasen im Calvin-Zyklus?
C2-Transfer von einer Ketose auf eine Aldose
Was machen Isomerasen und Epimerasen im Calvin-Zyklus?
Molekülinterne Umlagerungsreaktionen
Was macht RubisCO?
bindet CO2 (Ribulose-1,5-bisphosphat Carboxylase/Oxygenase), gilt als das häufigste Protein der Biosphäre
Wie ist RubisCO aufgebaut?
als Komplex besitzt RubisCO 8 identische katalytische Bindestellen (2x8 Untereinheiten, die großen Plastom-codiert, die kleinen Kern-codiert)
Warum soviel RubisCO?
Enzym ist sehr langsam, hat Nebenreaktionen (Kompetition mit O2: Bildung von Phosphoglykolat, zur Entsorgung aufwendige Photorespiration)
Carboxylierungsreaktion der RubisCO
CO2 wird auf den Zucker Ribulose-1,5-bisphosphat übertragen, dieser C6-Körper ist instabil und zerfällt hydrolytisch in 2 C3-Körper (3-Phosphyglycerat)
Oxygenierungsreaktion der RubisCO
bifunktionales Enzym: kann auch O2 auf Ribulose-1,5-bisphosphat übertragen, dann entsteht 3-Phosphoglycerat und Phosphogluconat, das zur Photorespiration verwendet wird
Reduzierende Phase des Calvin-Zyklus
aus 3-Phosphoglycerinsäure wird 3-Phosphoglycerinaldehyd (ATP und NADPH werden verbraucht)
Was wird bei der Triosephosphat-Isomerase-Reaktion umgesetzt?
3-Phosphoglycerinaldehyd zu Dihydroxyacetonphosphat
Was passiert bei der regenerierenden Phase des Calvin-Zyklus?
aus 5 Triosephosphaten werden 3 Moleküle Ribulose-1,5-bisPhosphat
Wo werden die Endprodukte der Photosynthese hergestellt?
Stärke im Chloroplasten (versorgt die Pflanze über Nacht), Saccharose im Cytosol
Warum muss der Calvinzyklus reguliert werden?
- Aktivierung im Licht und Inaktivierung im Dunkeln um überflüssigen Zyklus zu vermeiden
- gleichmäßige Flussraten (keine Metabolitstaus)
- Abstimmen von Kohlenstoff- und Lichtreaktionen
- langfristig: Anpassung an Bedarf von Pflanze
Wie wird der Calvin-Zyklus durch Licht-abhängige Änderungen von pH und Mg im Chloroplastenstroma reguliert?
Enzyme haben Optimumskurven in Abhängigkeit von pH, Ionenkonzentration (bei Licht steigt pH und Mg-konzentration, sodass Rubisco etc. aktiviert werden)
Wie wird Rubisco aktiviert bei Licht?
Caramoylierung: CO2 aktiviert Rubisco chemisch, es wird ein Proton abgespalten, dafür Mg2+ im Stroma angereichert
Was macht Rubisco-Aktivase?
entfernt Ribulose-1,5-Bisphosphat von der inaktiven decarbaoylierten Rubisco unter Energieverbrauch, auch direkt ab Carbamoylierung beteiligt
Thioredoxine
ubiquitäre Proteine, die Cysteine besitzen, regulieren Aktivität von Zielenzymen, indem sie Disulfidbrücken bilden oder reduzieren
