Purpurfototrofe bakterier

Purpurfototrofe bakterier - Gruppe Gram-negative fototrofe bakterier som har fotosyntese som ikke produserer oksygen. Purpurbakteriene inneholder bakterieklorofyll og karotenoider i fotosyntesemembraner. Vanligvis er de røde, purpurfarget eller brune. Omfatter purpursvovelbakterier og purpur ikke-svovelbakterier. Purpurbakteriene har bare ett reaksjonssenter i fotosyntesen, i motsetning til plantene som har to. Reaksjonssenteret i fotosyntesen er omgitt av lyshøstende bakterieklorofyll a som overfører lysenergien til reaksjonssenteret P870 som har redokspotensial E_o´ ca. +0.5 V. Eksiterte reaksjonssenterklorofyll har redokspotensial ca. -1.0 V og virker derfor som en krafig elektrondonor og reduserer bakteriefeofytin (-0.75 V) i reaksjonssenteret i løpet av 10^-12 sekund. Elektronene overføres deretter til kinoner (Q_A (-0.4V), Q_B (-0.25V), og en samling andre kinoner (0V)) og man har fått en ladningsseparasjon som hindrer elektronene umiddelbart å falle tilbake til reaksjonssenteret. Kinonene frakter samtidig protoner fra cytoplasma og til utsiden ut i periplasma (Q-syklus). Deretter overføres elektronene i løpet av millisekunder og mikrosekunder via jernsvovelproteiner og cytokromkompleksene cytokrom bc₁ (+0.1V) og cytokrom c₂ (+0.3V) og tilbake til reaksjonssenteret P870. Cytokrom c₂ er lokalisert på utsiden av membranen (periplasma), kan bevege seg i membranen, og går i skytteltrafikk i membranen mellom cytokrom bc₁ og reaksjonssenteret. Det er cytokrom c₂ som også mottar elektronene fra elektrondonorene som hydrogensulfid (H₂S), thiosulfat (S₂O₃^-), elementært svovel (S⁰) ellerg toverdig jern (Fe²⁺). Når hydrogensulfid brukes som elektrondonor lages korn med elementært svovel på innsiden av plasmamembranen, i motsetning til grønne bakterier som lager dem på utsiden. Purpurbakteriene har således syklisk elektrontransport. Protonene slipper igjennom membranen via ATP syntase og protongradienten brukes til å lage ATP. For å kunne redusere NAD⁺ til NADH med redokspotensial -0.32V må bakteriene bruke elektrontransportkjeden i revers (revers elektrontransport). Purpurbakteriene skiller seg her fra grønne fotosyntetiske bakterier og Heliobacterium som bruker henholdsvis klorofyll og hydroksyklorofyll til å overføre elektroner via jernsvovelproteiner og ferredoksin deretter lages NADH. Legg også merke til at bakteriene som ikke lager oksygen i fotosyntesen bruker NADH som reduksjonskraft, mens planter og blågrønnbakterier bruker NADPH. Genene som koder for fotosynteseproteinene sitter samlet i klaser i flere operon ordnet i et superoperon som styrer og koordinerer proteinsyntesen.