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碳同化的光调节作用介绍

2022.9.21

  碳同化亦称为暗反应。然而,光除了通过光反应提供同化力外,还调节着暗反应的一些酶活性。例如Rubisco、PGAK、FBPase、SBPase、Ru5PK属于光调节酶。在光反应中,H+被从叶绿体基质中转移到类囊体腔中,同时交换出Mg2+。这样基质中的pH值从7增加到8以上,Mg2+的浓度也升高,而Rubisco在pH8时活性最高,对CO2亲和力也高。其他的一些酶,如FBPase、Ru5PK等的活性在pH8时比pH7时高。在暗中,pH≤7.2时,这些酶活性降低,甚至丧失。Rubisco活性部位中的一个赖氨酸的ε-NH2基在pH较高时不带电荷,可以与在光下由Rubisco活化酶(activase)催化,与CO2形成带负电荷的氨基酸,后者再与Mg2+结合,生成酶-CO2 -Mg2+活性复合体(ECM),酶即被激活。光还通过还原态Fd产生效应物——硫氧还蛋白(thioredoxin, Td)又使FBPase和Ru5PK的相邻半胱氨酸上的巯基处于还原状态,酶被激活;在暗中,巯基则氧化形成二硫键,酶失活。

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