History of concepts of the comparative biochemistry of oxygenic and anoxygenic photosynthese

experimenten van Hans Molisch in 1907 toonden aan dat paarse bacteriën geen moleculaire zuurstof ontwikkelen tijdens het fotosynthetisch metabolisme, en organische verbindingen kunnen gebruiken als bron van celkoolstof voor anaërobe ‘photoheterotrofe’ groei. Molisch ‘ conclusie dat hij een nieuwe fotosynthetische groeimodus ontdekte, werd gedurende 30 jaar niet geaccepteerd vanwege de gangbare definitie van fotosynthese als lichtafhankelijke omzetting van koolstofdioxide en anorganische reductanten in celmaterialen. Ondertussen formuleerde Cornelis van Niel in het decennium van de jaren dertig de ‘vergelijkende biochemische waterloophypothese’ van fotosynthese, die ongeveer 20 jaar lang een grote populariteit genoot. Volgens dit concept leverde de fotolyse van water ‘H’ en ‘ OH ‘ op, de eerste als waterstofdonor voor CO2-reductie in alle vormen van fotosynthese. Oxygenic organismen werden verondersteld om een uniek biochemisch systeem te bevatten dat ‘OH’ in water en O2 kan omzetten. Om de afwezigheid van O2-vorming door paarse en groene fotosynthetische bacteriën te verklaren, werd verondersteld dat dergelijke organismen het zuurstofvormende systeem ontbraken en, in plaats daarvan, ‘OH’ werd verwijderd door reductie met een anorganische h (e) donor (anders dan water) volgens de algemene vergelijking: waarbij H2A H2 is of een anorganische zwavelverbinding.Kritische tests van van Niels hypothese konden niet worden bedacht, en zijn voorstel werd gestopt kort na de ontdekking van in vitro fotofosforylatie door groene plant chloroplasten en membranen van paarse bacteriën in 1954. Photofosforylation werd toen gezien als één belangrijke gemeenschappelijke noemer van oxygenic en anoxygenic fotosyntheses. Uit later onderzoek werd duidelijk dat lichtafhankelijke fosforylering van adenosinedifosfaat een gevolg was van fotochemische ladingsscheiding en elektronenstroom in reactiecentra ingebed in membranen van alle fotosynthetische organismen. De overeenkomsten, evenals de verschillen, in fijne structuur en functie van reactiecentra in anoxygenic en oxygenic organismen worden nu verondersteld om de loop van evolutie van oxygenic organismen uit anoxygenic fotosynthetische voorlopers weer te geven. Zo zijn met de verwerving van nieuwe kennis concepten van de vergelijkende biochemie van fotosynthetische processen radicaal veranderd in de afgelopen decennia. Dit artikel beschrijft hoogtepunten van de geschiedenis van deze veranderingen.