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Lexikon der Biologie: Kohlendioxidassimilation

Kohlendioxidassimilation w, Kohlenstoffassimilation, autotrophe Kohlendioxidfixierung, die Umwandlung (Assimilation) von Kohlendioxid (CO2) der Luft (bzw. bei im Wasser lebenden Organismen von gelöstem CO2) in Zucker und andere organische Verbindungen durch die in den Chloroplasten der grünen Pflanzen sowie im Cytoplasma der meisten phototrophen (phototrophe Bakterien) und chemolithotrophen (Chemolithotrophie) Mikroorganismen ablaufende Reaktionsfolge des Calvin-Zyklus, wobei die erforderlichen Energie- und Reduktionsäquivalente durch die bei der Photosynthese (bzw. Oxidation anorganischer Substrate) entstehenden ATP- bzw. NADPH- oder NADH-Moleküle bereitgestellt werden. Wenngleich es sich bei der Kohlendioxidassimilation und Photosynthese um aneinander gekoppelte Prozesse handelt, sind sie begrifflich voneinander zu unterscheiden. Weitere Wege der Kohlendioxidassimilation sind der reduktive Citratzyklus, der Acetyl-CoA-Weg ( vgl. Abb. 1 ) und der Hydroxypropionat-Zyklus ( vgl. Abb. 2 ). Hatch-Slack-Zyklus, Kohlendioxidfixierung, Saussure (N.T.).



Kohlendioxidassimilation

Abb. 1: Bei einigen anaeroben Bakteriengruppen sind besondere Wege der autotrophen CO2-Aufnahme gefunden worden: so besitzen die grünen Schwefelbakterien einen reduktiven (rückläufigen) Citratzyklus, und methanbildende sowie viele acetogene Bakterien synthetisieren organische Substanzen über Acetyl-CoA, das auf direktem Wege aus 2 CO2 (bzw. CO2 + CO) entsteht. Abb.: Weg der autotrophen CO2-Assimilation (Acetyl-CoA-Weg) in Methanobacterium thermoautotrophicum. (X = Tetrahydromethanopterin)



Kohlendioxidassimilation

Abb. 2:
3-Hydroxypropionat-Zyklus der autotrophen CO2-Assimilation im grünen, schwefelfreien Bakterium Chloroflexus aurantiacus. Das Fixierungsprodukt Glyoxylat dient zur Synthese der weiteren Zellkomponenten.
Enzyme: (1) Acetyl-CoA-Carboxylase, (2) Malonat-Semialdehyd-Dehydrogenase, (3) 3-Hydroxypropionat-Dehydrogenase, (4) 3-Hydroxypropionat-CoA-Ligase, (5) Acrylolyl-CoA-Hydratase, (6) Acrylolyl-CoA-Reductase, (7) Propionyl-CoA-Carboxylase, (8) Methylmalonyl-CoA-Epimerase, (9) Methylmalonyl-CoA-Mutase, (10) Succinyl-CoA:Malat-CoA-Transferase, (11) Succinat-Dehydrogenase, (12) Fumarat-Hydratase, (13) Malyl-CoA-Lyase

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