СО2-концентрирующий механизм и его особенности у галоалкалофильных цианобактерий

Цианобактерии оксигенные фотоавтотрофы, живущие на Земле по крайней мере 3.5 млрд лет. Фотоассимиляция углекислоты цианобактериями происходит через цикл Кальвина, ключевым ферментом которого является РБФК/О, обладающий очень низким сродством к СО2. Последнее объясняется тем, что в Архее, когда формировался фотосинтетический аппарат, концентрация СО2 в атмосфере на несколько порядков превышала современную. Позже, в эпоху существования докембрийских микробных сообществ, произошла глобальная убыль содержания CO2 в атмосфере. Таким образом, в современных условиях перед всеми фотоавтотрофами, в том числе и перед цианобактериями, “стоит задача” по поддержанию адаптивных механизмов, позволяющих осуществлять эффективный фотосинтез. В клетках цианобактерий эту адаптацию обеспечивает функционирование СО2-концентрирующего механизма (ССМ), результатом действия которого является создание повышенной концентрации СО2 вблизи активных центров РБФК/О, что существенно повышает эффективность его фиксации в цикле Кальвина. До настоящего времени CСМ активно изучался только на пресноводных и морских штаммах цианобактерий. Наши исследования стали первыми в изучении ССМ галоалкалофильных цианобактерий из содовых озер. Показано, что экстремофильные галоалкалофильные цианобактерии обладают полноценным ССМ, имеющим структуру и принципы функционирования, аналогичные таковым у изученных пресноводных и морских штаммов. На основе анализа имеющихся данных сделан вывод, что генеральная функция ССМ в этих условиях может заключаться в регулировании количества неорганического углерода, поступающего в клетку.