Bioloogiline oksüdatsioon inimkehas Hingamisahel Ksenobiootikumide biotransformatsioon Ensüümid Oksüdaasid: otse reaktsioon hapnikuga Monoksügenaasid: lülituvad hapnikuaatomi substraadimolekuli (CytP450) Dioksügenaasid: lülituvad hapnikumolekuli substraadimolekuli (Trüptofaani oksügenaas) Hüdroksüperoksüdaasid: lipiidide hüdro- või vesinikperoksiidi konversioon (peroksüdaas, katalaas) Dehüdrogenaasid: bio-oksüdatsiooni kesksed ensüümid Hingamisahel Roll: energia saamine (prootonite transport) Koostis: Ensüümid: dehüdrogenaasid ja tsütokroomid Koensüümid: NAD/NADH, FMN/FMNH2, cytbFe3+/cytbFe2+ (e liikumine paarist + paarini), Q Teised: FeS tsentrid prootonite transpordiks Mitchell's theory Redokspaaride tähtsus
f) Õige. Elektronid liiguvad spontaanselt redutseeritud ferredoksiinilt (FdH2) NADP +-le. 13. a) Karotenoidid 3) Sekundaarsed pigmendid b) Klorofüllid 4) Esmased pigmendid c) P700 1) Valguse aktseptor I fotosüsteemis d) P680 2) Valguse aktseptor II fotosüsteemis e) Vettlõhustav kompleks 6) 2 H2O + 2 A -> 2 AH2 + O2 f) Calvini tsükkel 7) Süsivesikute süntees. 14. Rubisco (RuBisCo) ribuloos-1,5-difosfaadi karbüksolaas/oksügenaas. a) see ensüüm katalüüsib reaktsioone, kus liidetakse CO 2; b) ensüümi ehitus on kujutatud loeng 20 salid 30; c) ensüüm töötab kloroplastide stroomas. 15. a) Prootonite translokatsioon M, K b) Hapniku taandamine K c) Vee oksüdatsioon K d) Elektrontrantsport M, K e) Fotofosforüleerimine - K f) Heemi rühmad K g) Oksüdatiivne fosforüleerimine K, M h) NADH oksüdeerimine M i) Süsiniku fikseerimine K j) Fe-S komplekisd K
vetikarakuni teatud sügavusel veekogus. See on omane C-fükoerütriini ja C-fükotsüaniini omavatele vetikatele. 7. Antennpigmendid, karotinoidid, limakiht. 8. Planktilistel sinivetikatel on ujuvuse tagamiseks gaasivakuoolid. Need võimaldavad liikuda soodsamasse veekihti, milles toitumistingimused on paremad. Valgusmikroskoobis paistavad gaasivakuoolid väikeste, tugevalt valgust murdvate kehakestena. 9. RuBisCo on kristalliseerunud ensüüm ribuloos-1,5-bifosfaat karboksüülaas-oksügenaas, mis asub polüeederkehas sinivetika rakus. RuBisCoga tagatakse fotosünteesi pimedusreaktsioonide tsüklis (Calvini tsüklis) glükoosi molekuli moodustumine. 10. Sinivetika ,,tärklise" graanulid (süsivesikute varuna), tsüanofüsiini graanulid (lämmastikuvaruna), polüfosfaadi graanulid (fosforivaruna). 11. Heterotsüstide funktsiooniks on õhulämmastiku fikseerimine, ning see on rangelt anaeroobne protsess
P700lt eraldunud fotoergastatud elektron ei liigu edasi NADPH-le vaid pöördub ferrodoksiinilt läbi tsütokroom bf kompleksi tagasi plastotsüaniinile. 5. Rubisco mõiste, roll fotosünteesis; milline ühend toimib CO2 fikseerijana (nimetus, struktuur). Rubisco on bifunktsionaalne ensüüm, mis omab lisaks karboksülaasi aktiivusele (CO2 liitumine) ka oksügenaasi aktiivsust (O2 liitumine). Täpsem nimi on ribuloos-1,5-difosfaadi karboksülaas/oksügenaas. Tõenäoliselt maailma kõige levinum valk. Lokaliseerub kloroplastide stroomas. 6. Calvin-Bensoni tsükli iseloomustus, kesksed metaboliidid, seosed glükolüüsi reaktsiooniahela metaboliitidega, tsükli lõpp-produkt ja selle transformatsioonid. Tegemist on pimereaktsioonidega. Eristatakse nelja etappi: I etapp CO2 sidumine pentoossuhkrust aktseptorile (ribuloos-1,5-disfosfaat) ning trioossuhkru (3- fosfoglütseraat) teke
tekkiv stabiilne vaheprodukt on kolme-süsinikuline. Lisaks C3 fotosünteesile eristatakse veel C4 ning CAM fotosünteesi, mille puhul eelnevad PCR tsüklile CO2 siduvad protsessid. 3.1 PCR tsükli reaktsioonid PCR tsükkel on 13-astmeline karboksüleerimisprotsess (vt joonist 1), millest võtab osa 11 ensüümi. PCR tsükli alguseks loetakse primaarset süsiniku ja ribuloos-1,5-bisfosfaadi (RuBP) sidumise reaktsiooni, mida katalüüsib RuBP karboksülaas-oksügenaas (Rubisco): RuBP + CO2 → 2 3-PGA Tavaolekus on Rubisco inaktiivne ning aktiivtsentrisse on tugevalt seondunud RuBP molekul, mis takistab aktivatsiooniks vajalikku CO2 seondumist. Reaktsiooni käivitamiseks on vaja Rubisco aktivaasi, mis eemaldab dekarbamüleeritud (inaktiivsest) aktiivtsentrist RuBP ning võimaldab karbamüleerimist ning Mg2+ liitumist aktiivtsentrisse. Seeläbi formeerub katalüütiliselt aktiivne tsenter, kuhu liitub uuesti RuBP. Reaktsiooni käigus reageerib CO 2
(neeldumine) ja valguse ülekanne klorofüllidele, valguse liigne neeldumine, rakkude kaitsmine fotokahjustuste eest ja hapnikuradikaalide eest. Loomsetel organismidel on üks tähtis vitamiin mis vastutab nägemisprotsessi eest: vitamiin A ehk retinaal. Retinaal tekib kahest karoteenist ja ühest krüptoksantiinist ensüüm karoteen oksügenaasi abil. -karoteen + -karoteen + -krüptoksantiin * retinaal * - karoteen oksügenaas Retinaali funktsioonideks on nägemisprotsessi tagamine ja käitumine antioksüdandina. Samuti kaitseb retinaal silmi kahjuliku UV kiirguste eest ja käitub regulaatorina raku diferentseerumisel ja kasvamisel. Loomsed organismid ise karotenoide ei suuda sünteesida siis nendel tuleb neid hankida toidu seest. Karotenoidid on struktuuriliselt polüeenid ja mis tähendab, et nad on vees lahustamatud ja piiratud lahustuvusega teatud solventides kuid
Molekulaarne hapnik tekib fotosünteesi käigus vett lagundava kompleksi jääkproduktina. 18. Täitke lüngad. Calvini tsüklis toimub CO2st (mis ainest) glükoosi (mis aine) tootmine 19. Millise aine koosseisu (5 süsinikuline suhkur) CO2 (Calvini tsüklis) kõigepealt seotakse ja mis ensüüm seda reaktsiooni vahendab? Kõigepealt seotakse CO2 suhkru ribuloos 1.5 bisfosfaadiga. Seda reaktsiooni vahendab RUBISCO(ribuloos 1.5 bisfosfaadi karboksülaas oksügenaas). 20. Millal RUBISCO karboksüleerib ja millal oksügeneerib? RUBISCO karboksüleerib, kui seob süsihappegaasi ja oksügeneerib, kui seab hapnikku. 21. Teate üldiselt mis on fotohingamine ja miks see taimede kasvu pidurdab. Miks fotohingamine on taime ressursside raiskamine? Fotohingamine on protsess, kus Rubisco seob süsihappegaasi asemel fotosünteesiks hapnikku. See toimub, kui süsihappegaasi kontsentratsioon õhus või mesofüllis langeb. Peamiselt siis
Just esimeses faasis seotakse CO2 (rubisco). Erinevad vaheastmed, kui lõppsaaduseks on kaks fosfoglütseraadi molekuli. Redutseerimisfaasis toimub 3-fosfoglütseraadi fosforüülimine ning redutseerimine aldehüüdrühmaks. Aktseptori regenereerimisel toimub redutseerimisfaasis moodustunud trioosidest lähtuvalt CO2 primaarse aktseptori moodustumine, millega tsükkel sulgub. Rubisco on CO2 siduv ensüüm. Oma nime on ta saanud lühendina pikemast: ribuloosbisfosfaadi karboksülaas-oksügenaas. Rubisco on väga suur ensüüm. Ta koosneb 8 suuremast (56 kDa) ja 8 väiksemast (14 kDa) subühikust, mis kokku annavad molekulmassiks 560 kD 9. C4 taimed, paksulehelised (CAM taimed), nende FS eripärad. C4 taimed ei võta CO2 otse fotosünteesiks otse õhutst vaid kasutavad selle sidumiseks PEP- karboksülaasi. Sellest moodustatakse omakorda neljasüsinikuline oksaaloatsetaat. Viimane muundatakse õunhappeks või asparaadiks, sõltuvalt liigist. Õinhape/asparaat liigub pärg-
paberkromatograafia ja autoradiograafia abil. Avastas calvini tsükli. 4. Kirjeldage 3-fosfoglütseraadi moodustamise protsessi ribuloos 1,5-bisfosfaadi karboksülaasi reaktsioonis. Ribuloos bisfosfaadi karboksülaas katalüüsib CO2 fikseerimist: Ribuloos-1,5-bisfosfaat + CO2 2 3-fosfoglütseraati. Alternatiivina katalüüsib sama ensüüm oksügenaasi reaktsiooni, seetõttu nim teda RuBP karboksülaas/oksügenaas (RuBisCO). 5. Kirjeldage kuidas moodustub fosfoglükolaat Rubisco oksügenaasi reaktsioonis. Defineerige mis on fotorespiratsioon. Ribuloos bisfosfaadi karboksülaas katalüüsib oksügenaasi reaktsiooni, seetõttu nim teda RuBP karboksülaas/oksügenaas (RuBisCO). Fotorespiratsioon valgushingamine. Valgusest sõltuv O2 neeldumine ja CO2 eraldumine. 6. Joonistage skeem, mis kirjeldab 3-fosfoglütseraadi konverteerimist fruktoos-6-fosfaadiks ja ribuloos 1,5-bisfosfaadi regenereerimist.
· Arengumustri stimuleerija · Stressi faktor 15. Loetle FS osalevad keemilised ühendid? CO2, H2O, O2 16. Koosta FS võrrand 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 17. Millised keskkonnafaktorid on FS toimumiseks hädavajalikud? CO2 ja vee kättesaadavus, valgus 18. Mitu kvanti energiat osaleb minimaalselt ühe molekuli glükoosi moodustamisel? 8 19. Kust saadakse FS jaoks vabu elektrone? Vee fotolüüsil 20. Mis on Rubisco? Rubisco (RuBP karboksülaas-oksügenaas) on maailma levinuim valk, vähemasti 10- 25% lehe valkudest. CO2 siduv ensüüm. 21. Miks nimetatakse enamlevinud FS tüüpi C3 FS? Esmaproduktiks 2 x 3 C-suhkrut (PGA), seetõttu seda nimetatakse C3 fotosünteesitüübiks 22. Mis on FS valgustuslik kompensatsioonipunkt? Platoo? Mida ma saan nende karakteristikute võrdlemisel eri lehtedel oletada nende lehtede kohta Valgustuslik kompensatsioonipunkt on valguse intensiivsus juhul, kui fotosünteesi
Fotorespiratsiooniks ehk valgushingamiseks nimetame valgusest sõltuvat hapniku neeldumist ja süsinikdioksiidi eraldumist. Gaasivahetuse poolest on fotorespiratsioon fotosünteesile ristivastupidine reaktsioon. Taimede seisukohalt on see äärmiselt tähtis protsess. Tasakaalu nende reaktsioonide vahel kontrollib hapniku ja süsinikdioksiidi kontsentratsioonide suhe. Karboksülaasi (CO2 sidumine) reaktsioon on kõrge kui süsinikdioksiidi ja hapniku suhe on kõrge. Oksügenaas (CO2 vabastamine) on madal kui vastav suhe on madal. Rubisco-enim levinud ensüüm maailmas. 11.02.14 Fotosünteetilised reaktsioonid On olemas ka fotosünteetilised bakterid (purpursed väävlibakterid ja purpursed mitte-väävli bakterid, sealhulgas rohelised väävlibakterid) aga nad ei tooda hapniku kuna see pärsiks seda protsessi ja ei laseks sel toimida. Fotosünteetilied pigmendid-päikeseenergiat siduvad ained.
Dehüdrogenaas reduktaas kui vaadata reaktsiooni teistpidi (aldehüüdi reduktaas on teistpidi suuna järgi nimetatud alkoholi oksüdeerimise reaktsiooni kohta) Oksüdaas ainult juhul kui elektronide aktseptoriks on O 2, võetakse elektronid ära ja antakse hapnikule, tekib peroksiid ntx Oksügenaas kasutusel juhul, kui O aatom inkorporeeritakse substraadimolekuli koosseisu. Peroksüdaas ainult juhul kui aktseptoriks on vesinikperoksiid H-O-O-H (H2O2) või mõni puu peroksiid R-O-O-R ´(peroskiid hapnik-hapnik side). Näited: Glütserool-3-fosfaadi dehüdrogenaas OH HO O
vastutavaid geene, samas kui patogeenidel võib leida palju degradatsiooniks vajalikke ja virulentsusgeene. Patogeenidel on vaja degradeerida taimeraku seina, samas kui mutualistlikud bakterid pigem aktiveerivad stressivastuse geene, mis aitavad taime tekitatud stressist jagu saada. Kui patogeenidel on levinud palju sekretsiooniga seotud geene, siis mutualistlikel bakteritel on leitud lämmastiku fikseerimisega geene ning isegi ribuloos bisfosaat karboksülaas/oksügenaas (RubisCO) valke. Võrreldes risosfäärsete bakteritega on endofüütide hulgas rohkem levinud aspartaadi/maltoosi (Tar) ja dipeptiidide (Tap) kemotaksisega ja katabolismiga seotud geene. Samas kui patogeensetel bakteritel on rohkem leivnud seriini metabolismiga seotud geene. Lisaks on nii endofüütidel kui ka risosfäärsetel bakteritel oluline kemotaksis ja viburitega liikumine. Endofüütidel on mitmeid kahekomponentseid süsteeme, mis on vajalikud just taimedes elamiseks. Näiteks
annaabi.ee 
