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Lexikon der Biologie: Phosphattranslokator

Phosphattranslokator m, Phosphat-Triosephosphat-Phosphoglycerat-Translokator, spezifisches Antiport-System (Antiport, Membrantransport) der inneren Plastidenmembran, das für den Transport der im Stroma von Chloroplasten gebildeten Energie, der Reduktionsäquivalente (Redoxreaktionen) und des fixierten Kohlenstoffs verantwortlich ist ( vgl. Abb. ). Der Phosphattranslokator liegt als dimeres integrales Membranprotein vor (relative Molekülmasse des Monomeren 29.000), das isoliert und in künstlichen Membranen (Liposomen; Membran) rekonstruiert werden kann. Ähnlich dem Adenylattranslokator der inneren Membran von Mitochondrien, der während der oxidativen Phosphorylierung erzeugtes ATP in das Cytoplasma ausschleust, transportiert auch der Phosphattranslokator während der Photosynthese erzeugte Energie in das Cytoplasma der Pflanzenzelle. Die molekulare Aktivität (Wechselzahl; Enzyme) des Phosphattranslokators ist enorm hoch (etwa 5000 pro Minute) und damit rund 10mal höher als die des mitochondrialen Adenylattranslokators. Dieses System verbindet Plastiden und Cytoplasma in äußerst ökonomischer Weise (gleichzeitiger Transport von energiereichen Kohlenstoffverbindungen und, indirekt, von Reduktionsäquivalenten) und kann offenbar auch in nicht-grünen, Kohlenstoff- und Energie-heterotrophen Plastiden arbeiten, um die dort ablaufenden Syntheseleistungen zu ermöglichen. – Auch die innere Mitochondrienmembran verfügt über einen Phosphattranslokator, der jedoch mit anderer Spezifität (Antiport von Pi gegen OH) und weit geringerer Effizienz als der plastidäre arbeitet.



Phosphattranslokator

Der Transport von Photosynthese-Energie erfolgt nicht direkt über ATP, sondern indirekt über die Verbindung Dihydroxyacetonphosphat (DHAP), die im Calvin-Zyklus aus 3-Phosphoglycerat (3-PGA), dem Primärprodukt der Kohlenstoffixierung, unter ATP- und NADPH-Verbrauch entsteht und im Antiport gegen 3-PGA oder anorganisches Phosphat (Pi) ausgetauscht und so ins Cytoplasma geschafft wird. Dort kann dreierlei geschehen: entweder wird das Triosephosphat der Saccharose-Synthese zugeführt, oder aber es wird wieder in 3-PGA zurückverwandelt. Hier sind 2 Wege möglich: eine Umwandlung von DHAP unter Gewinnung von NADH und ATP oder alternativ eine Reaktion, bei der kein ATP, dafür aber für Biosyntheseprozesse erforderliches NADPH entsteht. Beide Varianten führen wieder zu 3-PGA, das formal wieder ins Stroma zurücktransportiert werden kann.
1,3-Di-PGA = 1,3-Diphosphoglycerat

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