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Carbon concentrating mechanism in cyanobacteria: necessity and evolution

鲁比斯科 蓝藻 光合作用 光呼吸 加氧酶 碳酸酐酶 叶绿体 藻类 碳酸氢盐 无机碳总量 植物 生物化学 生物 化学 细菌 二氧化碳 生态学 基因 遗传学 内分泌学
作者
Priyul Pandey,Rinkesh Kumar Gupta,Sapna Tiwari,Anjali Gupta,Soumila Mondal,Rajeshwar P. Sinha,Shailendra P. Singh
出处
期刊:Elsevier eBooks [Elsevier]
卷期号:: 57-67 被引量:1
标识
DOI:10.1016/b978-0-443-13231-5.00006-4
摘要

Cyanobacteria are Gram-negative photosynthetic bacteria that produce oxygen similar to eukaryotic algae and higher plants during photosynthesis. These prokaryotes appeared on the Earth when there was no oxygen in the atmosphere, and oxygen produced by them led to the development of present-day aerobic life. However, cyanobacteria lack any subcellular organelles like a nucleus, chloroplast, and mitochondria, and therefore the evolution of the ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase (Rubisco) enzyme in the presence of oxygen resulted in the oxygenase activity. Also, CO2 is limiting in aquatic environments where it is readily available in the form of bicarbonate (HCO3¯). Thus the oxygenase activity of Rubisco and availability of HCO3¯ acted as a selection pressure in the cyanobacteria for the evolution of an efficient CO2 concentrating mechanism (CCM) to minimize photorespiration and utilization of available forms of inorganic carbon. In this chapter, we will discuss different components of cyanobacterial CCM such as carboxysome, carbonic anhydrase, and inorganic carbon transporters. We have also included information on evolutionary pressure that resulted in the development of CCM in cyanobacteria.
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