Войти
Пурпурные бактерии, выращенные в колонке Виноградского Пурпурные бактерии или пурпурные фотосинтезирующие бактерии - это протеобактерии, которые фототрофны, то есть способны производить свою собственную пищу посредством фотосинтеза. Они пигментированы бактериохлорофиллом a или b вместе с различными каротиноидами, которые придают им цвет от пурпурного, красного, коричневого и оранжевого. Их можно разделить на две группы - пурпурные серные бактерии (Chromatiales, частично) и пурпурные несерные бактерии (Rhodospirillaceae )..
Пурпурные бактерии в основном фотоавтотрофы, но также известны хемоавтотрофные и фотогетеротрофные. Это могут быть миксотрофы, способные к аэробному дыханию и ферментации.
Фотосинтез происходит в реакционных центрах на клеточной мембране, где фотосинтетические пигменты (т.е. бактериохлорофилл, каротиноиды ) и связывающие пигменты белки инвагинируются с образованием пузырьков мешочков, трубочки, или одинарные или уложенные друг на друга пластинчатые листы. Это называется интрацитоплазматической мембраной (ICM), которая имеет увеличенную площадь поверхности для максимального поглощения света.
Пурпурная несерная бактерия Пурпурные бактерии используют циклический перенос электронов, управляемый серией окислительно-восстановительных реакций. Свет- собирающие комплексы, окружающие реакционный центр (RC), собирают фотоны в форме резонансной энергии, возбуждая пигменты хлорофилла P870 или P960, расположенные в RC. Возбужденные электроны циклически переходят от P870 к хинонам QAи Q B, затем переходят к цитохрому bc 1, цитохрому c 2 и обратно к P870. Восстановленный хинон Q B привлекает два цитоплазматических протона и становится QH 2, в конечном итоге окисляясь и высвобождая протоны, которые перекачиваются в периплазму цитохромом bc 1 комплекс. Результирующее разделение зарядов между цитоплазмой и периплазмой создает движущую силу протона, используемую АТФ-синтазой для производства АТФ энергии.
Пурпурные бактерии также переносят электроны от внешних доноров электронов непосредственно на цитохром bc 1, чтобы генерировать НАДН или НАДФ используется для анаболизма. Они бескислородны, потому что не используют воду в качестве донора электронов для производства кислорода. Один тип пурпурных бактерий, называемый пурпурными серными бактериями (PSB), использует сульфид или серу в качестве доноров электронов. Другой тип, называемый пурпурными несерными бактериями, обычно использует водород в качестве донора электронов, но также может использовать сульфид или органические соединения в более низких концентрациях по сравнению с PSB..
Пурпурным бактериям не хватает внешних переносчиков электронов, чтобы спонтанно восстанавливать НАД (Ф) до НАД (Ф) Н, поэтому они должны использовать свои восстановленные хиноны для эндергонического восстановления НАД (P). Этот процесс управляется движущей силой протона и называется обратным потоком электронов.
Пурпурные бактерии были первыми бактериями, способными фотосинтезировать без побочного продукта кислорода. Вместо этого их побочным продуктом является сера. Это было продемонстрировано первым путем установления реакций бактерий на различные концентрации кислорода. Было обнаружено, что бактерии быстро удаляются даже от малейшего следа кислорода. Затем отбирали чашку с бактериями, и на одну часть чашки фокусировали свет, оставляя остальную темной. Поскольку бактерии не могут выжить без света, все бактерии переместились в круг света, и стало очень тесно. Если бы побочным продуктом бактерий был кислород, расстояния между людьми становились бы все больше и больше по мере производства большего количества кислорода. Но из-за поведения бактерий в сфокусированном свете был сделан вывод, что побочным продуктом фотосинтеза бактерий не может быть кислород.
В статье 2018 Frontiers in Energy Research [de ] было высказано предположение, что пурпурные бактерии могут использоваться в качестве биоперерабатывающего завода.
Исследователи предположил, что некоторые пурпурные бактерии связаны с митохондриями, симбиотическими бактериями в растительных и животных клетках, которые сегодня действуют как органеллы. Сравнение их белковой структуры свидетельствует о наличии общего предка.
Пурпурные несернистые бактерии встречаются среди альфа и бета подгруппы, включая:
Пурпурные серные бактерии включены в гамма-подгруппу и составляют порядок Chromatiales. Сходство фотосинтетических механизмов в этих различных линиях указывает на то, что они имели общее происхождение, либо от какого-то общего предка, либо передавались через боковой перенос.
