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reacción de Mehler

La reacción de Mehler recibe su nombre de Alan H. Mehler, quien, en 1951, presentó datos que demostraban que los cloroplastos aislados reducen el oxígeno para formar peróxido de...

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La reacción de Mehler recibe su nombre de Alan H. Mehler, quien, en 1951, presentó datos que demostraban que los cloroplastos aislados reducen el oxígeno para formar peróxido de hidrógeno ( H).2 O2 ). [ 1 ] Mehler observó que elH2 OEl 2 formado de esta manera no presenta un intermediario activo en la fotosíntesis; más bien, comoespecie reactiva de oxígeno, puede ser tóxico para los procesos biológicos circundantes comoagente oxidante. En la literatura científica, la reacción de Mehler se usa a menudo indistintamente con elciclo agua-agua [ 2 ] para referirse a la formación deH2 O2 por fotosíntesis.Sensu stricto, el ciclo del agua comprende lareacción de Hill, en la que el agua se divide para formar oxígeno, así como la reacción de Mehler, en la que el oxígeno se reduce para formarH2 O2 y, finalmente, el aprovechamiento de esteH2 O2 mediante antioxidantes para formar agua.

A partir de la década de 1970, el profesor Kozi Asada dilucidó que el oxígeno puede ser reducido por electrones que emergen de la ferredoxina del fotosistema I , para formar superóxido , que luego es reducido por la superóxido dismutasa para formar H2 O2. Este Hfotoquímico2 OEl compuesto 2 se reduce luego por la acción de laascorbato peroxidasapara formar agua yascorbato. Asada argumentó que el oxígeno representa un importante sumidero para el exceso de energía de excitación adquirida durante la exposición de la planta a la luz brillante. A menudo comenzaba sus seminarios preguntando: "¿Por qué las plantas no se queman con el sol a pesar de estar expuestas a la luz?". [ 3 ]

El papel fotoprotector que desempeña el ciclo del agua ha sido objeto de debate. En las plantas terrestres, la transferencia de electrones al oxígeno desde la ferredoxina en el PSI representa fácilmente menos del 10 % del transporte total de electrones fotosintéticos. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Sin embargo, en las algas y otros organismos fotosintéticos unicelulares, esta cantidad puede representar entre el 20 y el 30 % del transporte total de electrones. Es posible que la reducción del oxígeno por los electrones libres que emergen del PSI impida que los componentes de la cadena de transporte de electrones se sobrerreduzcan. [ 7 ]

El ciclo del agua no está relacionado con la fotorrespiración , ya que comprende reacciones diferentes y no produce un consumo neto de oxígeno.

Referencias

  1. ↑ Mehler, Alan (1951). "Estudios sobre reacciones de cloroplastos iluminados: I. Mecanismo de la reducción de oxígeno y otros reactivos de Hill". Archives of Biochemistry and Biophysics . 33 (1): 65– 77. doi : 10.1016/0003-9861(51)90082-3 .
  2. ↑ Asada, Kozi (junio de 1999). "El ciclo del agua en los cloroplastos: eliminación de oxígenos activos y disipación de fotones en exceso". Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology . 50 : 601-639. doi : 10.1146/annurev.arplant.50.1.601 .
  3. ↑ Mano, Endo y Miyake (2016). "¿Cómo manejan los organismos fotosintéticos el estrés lumínico? Un homenaje al difunto profesor Kozi Asada" . Plant and Cell Physiology . 57 (7): 1351-1353. doi : 10.1093/pcp/pcw116 .
  4. ↑ Badger, M.; von Caemmerer, S.; Ruuska, S.; Nakano, H. (2000). "Flujo de electrones hacia el oxígeno en plantas superiores y algas: tasas y control de la fotorreducción directa (reacción de Mehler) y la oxigenasa de la rubisco" . Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences . 355 (1402): 1433– 1446. doi : 10.1098/rstb.2000.0704 . PMC 1692866. PMID 11127997 .  
  5. ↑ Ruuska, SA; Badger, MR; von Caemmerer, S. (2000). "Sumideros de electrones fotosintéticos en tabaco transgénico con cantidades reducidas de Rubisco: poca evidencia de una reacción de Mehler significativa" . Journal of Experimental Botany . 51 : 357–368. doi : 10.1093/jexbot/51.suppl_1.357 .
  6. ↑ Driever, SM; Baker, N. (2011). "El ciclo agua-agua en las hojas no es un sumidero de electrones alternativo importante para la disipación del exceso de energía de excitación cuando CO2 la asimilación está restringida".Plant, Cell & Environment.34(5):837–846.doi:10.1111/j.1365-3040.2011.02288.x.
  7. ↑ Heber, Ulrich (2002-01-01). "¿Irrungen, Wirrungen? La reacción de Mehler en relación con el transporte cíclico de electrones en plantas C3". Photosynthesis Research . 73 ( 1– 3): 223– 231. doi : 10.1023/A:1020459416987 . ISSN 1573-5079 . PMID 16245125 .