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Calcium and the ecology of photosynthesis in purple sulfur bacteria
Environmental Microbiology ( IF 4.3 ) Pub Date : 2024-02-23 , DOI: 10.1111/1462-2920.16591 Michael T Madigan 1 , W Matthew Sattley 2 , Yukihiro Kimura 3 , Zheng-Yu Wang-Otomo 4
Environmental Microbiology ( IF 4.3 ) Pub Date : 2024-02-23 , DOI: 10.1111/1462-2920.16591 Michael T Madigan 1 , W Matthew Sattley 2 , Yukihiro Kimura 3 , Zheng-Yu Wang-Otomo 4
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The ecological success of purple sulfur bacteria (PSB) is linked to their ability to collect near‐infrared solar energy by membrane‐integrated, pigment–protein photocomplexes. These include a Core complex containing both light‐harvesting 1 (LH1) and reaction centre (RC) components (called the LH1–RC photocomplex) present in all PSB and a peripheral light‐harvesting complex present in most but not all PSB. In research to explain the unusual absorption properties of the thermophilic purple sulfur bacterium Thermochromatium tepidum , Ca2+ was discovered bound to LH1 polypeptides in its LH1–RC; further work showed that calcium controls both the thermostability and unusual spectrum of the Core complex. Since then, Ca2+ has been found in the LH1–RC photocomplexes of several other PSB, including mesophilic species, but not in the LH1–RC of purple non‐sulfur bacteria. Here we focus on four species of PSB—two thermophilic and two mesophilic—and describe how Ca2+ is integrated into and affects their photosynthetic machinery and why this previously overlooked divalent metal is a key nutrient for their ecological success.
中文翻译：
钙与紫硫细菌光合作用的生态学
紫硫细菌（PSB）在生态学上的成功与它们通过膜集成色素蛋白光复合物收集近红外太阳能的能力有关。其中包括存在于所有 PSB 中的包含光捕获 1 (LH1) 和反应中心 (RC) 成分的核心复合物（称为 LH1-RC 光复合物），以及大多数但不是全部 PSB 中存在的外围光捕获复合物。研究解释嗜热紫硫细菌不寻常的吸收特性温热变色虫, 钙2+被发现与 LH1-RC 中的 LH1 多肽结合；进一步的研究表明，钙控制着核心复合物的热稳定性和异常光谱。从那时起，钙2+已在其他几种 PSB（包括嗜温物种）的 LH1-RC 光复合物中发现，但在紫色非硫细菌的 LH1-RC 中未发现。在这里，我们重点关注四种 PSB（两种嗜热和两种嗜温），并描述 Ca 2+融入并影响它们的光合作用机制，以及为什么这种以前被忽视的二价金属是它们生态成功的关键营养素。
更新日期：2024-02-23
中文翻译：
钙与紫硫细菌光合作用的生态学
紫硫细菌（PSB）在生态学上的成功与它们通过膜集成色素蛋白光复合物收集近红外太阳能的能力有关。其中包括存在于所有 PSB 中的包含光捕获 1 (LH1) 和反应中心 (RC) 成分的核心复合物（称为 LH1-RC 光复合物），以及大多数但不是全部 PSB 中存在的外围光捕获复合物。研究解释嗜热紫硫细菌不寻常的吸收特性温热变色虫, 钙2+被发现与 LH1-RC 中的 LH1 多肽结合；进一步的研究表明，钙控制着核心复合物的热稳定性和异常光谱。从那时起，钙2+已在其他几种 PSB（包括嗜温物种）的 LH1-RC 光复合物中发现，但在紫色非硫细菌的 LH1-RC 中未发现。在这里，我们重点关注四种 PSB（两种嗜热和两种嗜温），并描述 Ca 2+融入并影响它们的光合作用机制，以及为什么这种以前被忽视的二价金属是它们生态成功的关键营养素。
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