Stoffwechsel MOs

Organismen, die aus einfachen anorganischen Substanzen, wie CO2, organische Nährsubstanzen bilden können --> produzieren eigene Nahrung

Organismen, die keine organische Verbindungen aus anorganischen Quellen herstellen können & daher auf den Verzehr anderer Organismen in der Nahrungskette angewiesen sind                       --> produzieren keine eigene Nahrung

Energiegewinnung durch Verstoffwechselung von chemischen Verbindungen Chemolithotrophen: anorganische Quellen Chemoorganotrophen: organische Quellen

Photoheterotroph: Organische Verbindung --> Licht --> Zellmaterial Photoautotroph: CO2 --> Elektronen von H2O & H2Sn & Licht --> Zellmaterial

Energiegewinnung mittels Elektronentransportketten zur Bildung eines Protonengradienten alternative terminale Elektronenakzeptoren - Nutzung bekannter Elektronen-Carrier (Cytochrome, Chinone, FeS-Proteine)

- Redox-Potential reduzierter Stickstoff- und Schwefelverbindungen ist geringer als das von Sauerstoff --> Oxidation dieser Elektronen dieser Elektronenquellen kann an die Reduzierung von O2 zu H2O gekoppelt werden Problem: Redoxpotential der Elektronenquellen ist höher als das von NAD+/NADH - Folge ist reverser Elektronenfluss - Elektronen werden entgegen das Redoxpotential unter Energieverbrauch auf NAD+ übertragen, um diese Energie herzustellen, werden Elektronen entlang des Redoxpotentials übertragen, sodass ein Protonengradient gebildet wird (ATP-Synthese) - Energie wird verloren, diese Organismen sind jedoch auf NADH als Elektronenshuttle angewiesen, um CO2 zu fixieren

- reduzierte S-Verbindung wird an verschiedenen Stellen in die Elektronentransportkette eingebracht & Protonengradient wir zur Energiesynthese aufgebaut Ziel: Fixierung von CO2 mithilfe NADH & ATP um Biomasse zu bilden

- Aufbau eines Protonengradienten mithilfe von Ammoniak / Nitrit über Reduzierung von O2 zu H2O - Reverser Elektronentransport generiert NADH - Nitrit: niedrigeres Redoxpotential als Ammoniak, daher kürzere Elektronentransportkette

Anoxygen: (purple & green bacteria) kein Sauerstoff entsteht, Elektronendonatoren sind anorganische Stoffe (z.B H2S)  Oxygen: (Cyanobacteria) Sauerstoff entsteht, Elektronendonator ist H2O

- Zyklisch - Pigmente können durch Licht angeregt werden (Lichtzentren) - P870 wird durch Licht angeregt & dadurch zu einem guten Elektronenspender, diese fließen zyklisch über mehrere Proteine zurück zu P870, dabei wird ein Protonengradient gebildet, dieser wird zur ATP-Synthese genutzt (Photophosphorylierung)

- Z-Scheme (Elektronen fließen über Elektronentransportketten auf PS mit höherem Redoxpotential) - zwei Photosysteme (PS), P680 (PSII) muss regeneriert werden (durch Oxidation von H2O) - P700 (PSI) erlaubt zyklischen Elektronenfluss - ATP & NADH werden angetrieben von Licht gebildet --> wenn NADH genügend vorhanden ist: zyklische Übertragung - Elektronen werden von Ferridoxin auf Cytochom bf übertragen & trägt dazu bei Protonengradient aufzubauen

- Seitengruppen bestimmen Absorptionsspektren, Lichtsammelkomplexe kombinieren verschiedene Pigmente, um breiteres Lichtspektrum nutzen zu können

Ziel: mithilfe CO2 Biomasse bilden 1. Aktivierung durch Phosporibulokinase  2. Carboxylierung durch RubisCO 3. Erneute Aktivierung durch Phosphoglyceratkinase 4. Reduktion mittels GA3PDH

- Nutzung der Enzyme des Citratzyklus, drei Ausnahmen: Fumarat-Reductase, α-Ketoglutarat-Synthase, ATP-Citrat-Lyase Außerdem relevant: Pyruvat-Synthase --> Herstellung von Biomasse

Wie wird Energie gewonnen? Licht --> Photo- Chemisch --> Chemo- Was fungiert als Energiequelle? Organische Stoffe --> -organo- Anorganische Stoffe --> -litho- Woher stammt der Kohlenstoff? Org. C --> -heterotroph Anorg. C --> -autotroph