S SO 4 2 - S2-S2- Přírodovědecká fakulta Jihočeské Univerzity Katedra fyziologie rostlin Kurz fyziologie rostlin Minerální výživa rostlin 3 Ivan Šetlík.

Prezentace na téma: "S SO 4 2 - S2-S2- Přírodovědecká fakulta Jihočeské Univerzity Katedra fyziologie rostlin Kurz fyziologie rostlin Minerální výživa rostlin 3 Ivan Šetlík."— Transkript prezentace:

1 S SO 4 2 - S2-S2- Přírodovědecká fakulta Jihočeské Univerzity Katedra fyziologie rostlin Kurz fyziologie rostlin Minerální výživa rostlin 3 Ivan Šetlík

2 redukce oxidace síranové estery polysacharidů, sulfatované steroidy atd. (rostliny, mikroorganismy) disimilační redukce sulfátu (anaerobní bakterie) chemoautotrofní a fotosyntetické sirné bakterie živočichové, mikroorganismy bílkoviny

3

4

5

6 vakuola Leukoplast nebo proplastid síranová permeáza o vysoké aktivitě ATPáza čerpající protony kořenová buňka

7 vakuola xylém floém permeáza pro síran s nízkou aktivitou mezofylová buňka listu mitochondrie sulfátované sloučeniny

8 SO 4 2– + ATP + 8 e – + 8 H + = = S 2– + 4 H 2 O + AMP + PP i

9

10

11 Syntéza APS sulfát + ATP  APS + PP i  G 0 ' = 45 kJ.mol -1 spřažená s hydrolýzou pyrofosfátu PP i + H 2 O  2 P i  G 0 ' = -33,5 kJ.mol -1 je stále ještě endergonická. Sdruží-li se se syntézou PAPS APS + ATP  PAPS + ADP  G 0 ' = -25 kJ.mol -1 je úhrnná bilance už příznivá (+45 – 33,5 – 25) kJ.mol -1 = -13,5 kJ.mol -1

12 APS sulfotransferáza, používá APS jako donor sulfurylové skupiny a přenáší sulfát na akceptorovou thiolovou skupinu, patrně na glutathion. Vzniklý thiosulfonát redukuje na thiosulfid reduktáza thiosulfonátu, závislá na ferredoxinu.

13 APS kináza nejprve fosforyluje APS na PAPS. PAPS reduktáza použije elektrony z thioredoxinu na tvorbu sulfitu. Reduktáza sulfitu pak použije elektrony z ferredoxinu a dovede redukci až k sulfidu.

14

15

16

17 α- peptidová vazba γ- peptidová vazba Jeden z hlavních konečných produktů reduk- tivní asimilace sulfátu je glutathion. Je to hlavní nebílkovinný thiol v rostlinách. Jeho milimolární koncentrace v buňkách výrazně přesahují mikromolární koncentrace cysteinu. Glutathion se účastní skladování redukované síry a jejího transportu v rostlině, dále jako přenašeč v signálních drahách, dále zneškodňuje různé formy aktivního kyslíku, xenobiotika a slouží jako substrát pro syntézu fytochelatinů.

18 Homoglutathione (  -alanin je nahrazen Gly; je obsažen v některých luštěninách) Hydroxymethylglutathione (Ser je nahrazen Gly; je obsažen v některých travách)  -Glutamylcysteinylglutamate (Glu je nahrazen Gly;je osažen v kukuřici)

19 herbicid GS-herbicid vakuola modifikace a uložení přenos GSH = redukovaný glutathion

20

21 Dvě fytochelatinové molekuly [(gama-Glu-Cys) 2 Gly] koordinované iontem kadmia. Fytochelatiny váží ionty těžkých kovů a odstraňují je z buněčného ústrojí.

22 Model znázorňuje mechanismus mineralizace a odloučení CdS v rostlinných buňkách zprostředkovaného fytochelatiny.

23

24

25

26 (A) Vztah fytoplanktonu ke klimatu. Dimethyl- sulfoniopropionát (DMSP) rozkládají bakterie na dimethylsulfid (DMS) a akrylát. DMS vytěká do atmosféry, kde se oxiduje na dimethylsulfoxid (DMSD) a sulfát, který slouží jako kondenzační jádra pro vodu a tak se tvoří mraky.

27 (B) Sulfát rozpuštěný v dešťových kapkách se vrací do moře. Poněvadž oblačnost zpomaluje růst fytoplanktonu a působí ochlazení atmosféry, považuje se tento pochod za homeostatický mechanismus. Dimethylsulfoniopropionát (DMSP) má mnoho úloh, např. je osmoprotektantem, kryoprotektantem a odpuzuje planktonní herbivory.

28