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

eksperymenty Hansa Molischa z 1907 r.wykazały, że fioletowe bakterie nie ewoluują molekularnego tlenu podczas fotosyntetycznego metabolizmu i mogą wykorzystywać związki organiczne jako źródła węgla komórkowego do beztlenowego wzrostu “fotoheterotroficznego”. Wniosek molischa, że odkrył nowy tryb wzrostu fotosyntetycznego, nie był akceptowany przez około 30 lat z powodu panującej definicji fotosyntezy jako zależnej od światła konwersji dwutlenku węgla i nieorganicznych reduktantów do materiałów komórkowych. W międzyczasie, w dekadzie lat 30., Cornelis van Niel sformułował “porównawczą biochemiczną hipotezę cięcia wody” fotosyntezy, która cieszyła się dużą popularnością przez około 20 lat. Zgodnie z tą koncepcją fotoliza wody dała “H” I “OH”, te pierwsze pełniące rolę donora wodoru do redukcji CO2 we wszystkich trybach fotosyntezy. Przypuszczano, że organizmy tlenowe zawierają unikalny układ biochemiczny zdolny do przekształcania ” OH ” w wodę i O2. Aby wyjaśnić brak tworzenia się O2 przez fioletowe i zielone bakterie fotosyntetyczne, przypuszczano, że organizmy te nie posiadają systemu formowania tlenu, a zamiast tego “OH” jest usuwany przez redukcję za pomocą nieorganicznego dawcy H (e) (innego niż woda) zgodnie z ogólnym równaniem: gdzie H2A to H2 lub nieorganiczny związek siarki.Krytycznym testom hipotezy van Niela nie udało się opracować, a jego propozycja została porzucona wkrótce po odkryciu fotofosforylacji in vitro przez chloroplasty roślin zielonych i błony bakterii purpurowych w 1954 roku. Fotofosforylacja była następnie postrzegana jako kluczowy wspólny mianownik fotosyntez tlenowych i anoksygenowych. Z późniejszych badań jasno wynika, że zależna od światła fosforylacja adenozynodifosforanu jest konsekwencją separacji ładunków fotochemicznych i przepływu elektronów w centrach reakcji osadzonych w błonach wszystkich organizmów fotosyntetycznych. Obecnie uważa się, że podobieństwa, jak również różnice w drobnej strukturze i funkcji centrów reakcji w organizmach anoksygenowych i tlenowych odzwierciedlają przebieg ewolucji organizmów tlenowych z prekursorów anoksygenowych fotosyntetycznych. Tak więc, wraz z nabyciem nowej wiedzy, koncepcje biochemii porównawczej procesów fotosyntetycznych zostały radykalnie zmienione w ciągu ostatnich kilku dekad. W artykule opisano najważniejsze punkty historii tych zmian.