Photoheterotrophs ( Gk : photo = light, hetero = (an) khác, troph = nuôi dưỡng) là những sinh vật quang học dị hình, đó là những sinh vật sử dụng ánh sáng carbon dioxide là nguồn carbon duy nhất của họ. Do đó, họ sử dụng các hợp chất hữu cơ từ môi trường để đáp ứng nhu cầu carbon của họ; những hợp chất này bao gồm carbohydrate, axit béo và rượu. Ví dụ về các sinh vật quang điện bao gồm vi khuẩn không lưu huỳnh màu tím, vi khuẩn không lưu huỳnh màu xanh lá cây và vi khuẩn heliobacteria. ^[1] Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng hornet phương Đông và một số rệp vừng có thể sử dụng ánh sáng để bổ sung năng lượng [ chỉnh sửa ]

Photoheterotrophs tạo ATP bằng ánh sáng, theo một trong hai cách: ^[3][4] họ sử dụng một trung tâm phản ứng dựa trên vi khuẩn, hoặc họ sử dụng một trung tâm phản ứng diệt khuẩn. Cơ chế dựa trên diệp lục tương tự như cơ chế được sử dụng trong quang hợp, trong đó ánh sáng kích thích các phân tử trong trung tâm phản ứng và gây ra dòng điện tử thông qua chuỗi vận chuyển điện tử (ETS). Dòng điện tử này qua các protein khiến các ion hydro được bơm qua màng. Năng lượng được lưu trữ trong gradient proton này được sử dụng để thúc đẩy tổng hợp ATP. Không giống như trong quang tự động, các electron chỉ chảy theo một chu kỳ: các electron được giải phóng từ trung tâm phản ứng chảy qua ETS và trở về trung tâm phản ứng. Chúng không được sử dụng để giảm bất kỳ hợp chất hữu cơ. Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tím, vi khuẩn không lưu huỳnh màu xanh lá cây và vi khuẩn heliobacteria là những ví dụ về vi khuẩn thực hiện sơ đồ quang hóa này.

Các sinh vật khác, bao gồm halobacteria và flavobacteria ^[5] và Vibrios ^[6] có bơm proton dựa trên màu tím rhodopsin bổ sung cho việc cung cấp năng lượng của chúng. Phiên bản archaeal được gọi làacteriorhodopsin, trong khi phiên bản eubacterial được gọi là proteorhodopsin. Bơm bao gồm một protein duy nhất liên kết với một dẫn xuất Vitamin A, võng mạc. Máy bơm có thể có các sắc tố phụ kiện (ví dụ: carotenoids) liên quan đến protein. Khi ánh sáng được hấp thụ bởi phân tử võng mạc, phân tử đồng phân. Điều này thúc đẩy protein thay đổi hình dạng và bơm một proton qua màng. Độ dốc ion hydro sau đó có thể được sử dụng để tạo ATP, vận chuyển các chất hòa tan qua màng hoặc điều khiển động cơ cờ. Một loại flavobacterium đặc biệt không thể làm giảm carbon dioxide khi sử dụng ánh sáng, nhưng sử dụng năng lượng từ hệ thống rhodopsin của nó để cố định carbon dioxide thông qua quá trình cố định anaplerotic. ^[5] CO ₂ . Nó không thể thực hiện các phản ứng ở dạng

n CO ₂ + 2n H ₂ D + photon → (CH ₂ O) _n + 2n D + n H ₂ O,

trong đó H ₂ D có thể là nước, H ₂ S hoặc một hợp chất / hợp chất khác cung cấp các electron và proton khử; cặp 2D + H ₂ O đại diện cho một dạng oxy hóa.

Tuy nhiên, nó có thể cố định carbon trong các phản ứng như:

CO ₂ + pyruvate + ATP (từ photon) → malate + ADP + P _i

trong đó malate hoặc các phân tử hữu ích khác có được

carbohydrate + O ₂ → malate + CO ₂ + năng lượng.

Phương pháp cố định carbon này rất hữu ích khi các hợp chất carbon giảm khan hiếm và không thể lãng phí như CO ₂ trong quá trình giao thoa, nhưng năng lượng rất dồi dào dưới dạng ánh sáng mặt trời.

Flowchart [ chỉnh sửa ]

Xem thêm [ chỉnh sửa ]

Tài liệu tham khảo [ 19659026] ^ DA Bryant & N.-U. Frigaard (tháng 11 năm 2006). "Quang hợp prokaryotic và phototrophy được chiếu sáng". Xu hướng Microbiol . 14 (11): 488 Tiết96. doi: 10.1016 / j.tim.2006.09.001. PMID 16997562.

^ Valmalette, J. C.; Dombrovsky, A.; Nhóc, P.; Mertz, C.; Capovilla, M.; Robichon, A. (2012). "Chuyển điện tử cảm ứng ánh sáng và tổng hợp ATP trong côn trùng tổng hợp carotene". Báo cáo khoa học . 2 . doi: 10.1038 / srep00579. PMC 3420219 . PMID 22900140.

^ Bryant, Donald A.; Niels-Ulrik Frigaard (tháng 11 năm 2006). "Quang hợp prokaryotic và phototrophy được chiếu sáng". Xu hướng vi sinh . 14 (11): 488 Tiết496. doi: 10.1016 / j.tim.2006.09.001. ISSN 0966-842X. PMID 16997562 . Truy xuất 2012 / 03-30 .

^ Zubkov, Mikhail V (2009-09-01). "Photoheterotrophy ở Marine Prokaryote". Tạp chí nghiên cứu sinh vật phù du . 31 (9): 933 Ảo938. doi: 10.1093 / ván / fbp043. ISSN 0142-7873 . Truy xuất 2012 / 03-30 .

^ ^{a b} González, José M; Beatriz Fernández-Gómez; Antoni Fernàndez-Guerra; Laura Gómez-Consarnau; Olga Sánchez; Montserrat Coll-Lladó; Javier Del Campo; Lorena Escudero; Raquel Rodríguez-Martínez; Laura Alonso-Sáez; Mikel Latasa; Ian Paulsen; Olga Nedashkovskaya; Itziar Lekunberri; Jarone Pinhassi; Carlos Pedrós-Alió (2008-06-24). "Phân tích bộ gen của vi khuẩn biển có chứa Proteorhodopsin có chứa vi khuẩn Polaribacter Sp. MED52 (Flavobacteria)". Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia . 105 (25): 8724 Điêu8729. doi: 10.1073 / pnas.0712027105. ISSN 0027-8424. PMC 2438413 . PMID 18552178 . Truy xuất 2012 / 03-30 .

^ Gómez-Consarnau, Laura; Neelam Akram; Kristoffer Lindell; Anders Pedersen; Richard Neutze; Debra L. Milton; Jose M. González; Jarone Pinhassi (2010). "Proteorhodopsin Phototrophy thúc đẩy sự sống sót của vi khuẩn biển trong quá trình đói". PLoS Biol . 8 (4): e1000353. doi: 10.1371 / tạp chí.pbio.1000353. PMC 2860361 . PMID 20436956.