酸素と無酸素の光合成の比較生化学の概念の歴史

1907年のHans Molischの実験では、紫色の細菌は光合成代謝中に分子酸素を進化させず、有機化合物を嫌気性の”光栄養”成長のための細胞炭素源として使用できることが示された。 彼が新しい光合成成長モードを発見したというモリッシュの結論は、二酸化炭素と無機還元剤の細胞材料への光依存的な変換としての光合成の一般的な定義のために、約30年間受け入れられなかった。 一方、1930年代の十年の間に、Cornelis van Nielは光合成の”比較生化学的なwatercleavage仮説”を策定し、約20年間大きな人気を博しました。 この概念によれば、水の光分解は、光合成のすべてのモードでCO2削減のための水素供与体として機能する”H”と”OH”をもたらした。 酸素生物は、”OH”を水とO2に変換することができるユニークな生化学システムを含むと推定された。 紫と緑の光合成細菌によるO2形成の欠如を説明するために、そのような生物は酸素形成系を欠いており、代わりに”OH”は無機H（e）ドナー（水以外）による還元: ここで、Ｈ２Ａは、Ｈ２または無機硫黄化合物である。ヴァン-ニールの仮説に対する批判的なテストは考案できず、彼の提案は1954年に緑色植物の葉緑体と紫色細菌の膜によるin vitro光リン酸化の発見の後すぐに放棄された。 光りん酸化は、酸素と無酸素の光合成の一つの重要な共通分母と見なされました。 後の研究から、アデノシン二リン酸の光依存性リン酸化は、すべての光合成生物の膜に埋め込まれた反応中心における光化学的電荷分離と電子流の結果であることが明らかになった。 無酸素生物と酸素生物における反応中心の微細構造と機能の類似点と相違点は、無酸素光合成前駆体からの酸素生物の進化の過程を反映していると考えられている。 このように、新しい知識の獲得により、光合成プロセスの比較生化学の概念は、過去数十年の間に根本的に変化してきた。 ここでは，これらの変化の歴史の高ポイントについて述べた。