Crassulacean Acid Metabolism (CAM)

Crassulacean Acid Metabolism (CAM) is one of three photosynthetic assimilation pathways
of atmospheric CO2, together with the photosynthetic pathways C3 and C4 (Silvera et al.,
2010a). The CAM is characterized by the temporal separation between CO2 fixation and its
assimilation into organic compounds. In CAM plants, CO2 is fixed during the dark period
through the action of the enzyme phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), which uses
CO2 for carboxylation of phosphoenolpyruvate (PEP), giving rise to oxaloacetate (OAA).
The OAA formed is converted into malate by the action of malate dehydrogenase (MDH).
Then, this organic acid is transported to the vacuole along with H+ ions, causing the typical
nocturnal acidification of CAM plants. During the light period, the decarboxylation of
malate and refixation of the CO2 by the enzyme ribulose bisphosphate carboxylase
oxygenase (RUBISCO - C3 cycle) takes place in the cytosol, causing a decrease of acidity in
the tissues (Herrera, 2009; Luttge, 2004; Silvera et al., 2010b) (Figure 1).
The CAM pathway can be separated into four phases (Luttge, 2004; Osmond, 1978; Silvera et
al., 2010b). Phase I is characterized by the opening of stomata during the night, the uptake
and subsequent fixation of atmospheric CO2 by PEPC in the cytosol and the formation of
organic acids, such as malate. Phase II consists of fixing CO2 by the enzyme RUBISCO and
PEPC concurrently, a phase characterized essentially by the decrease in the activity of PEPC
and the start of the activity of RUBISCO. Phase III consists of the reduction of stomatal
opening, efflux of organic acids from the vacuole and subsequent decarboxylation of these
acids. Finally, phase IV comprises the depletion in the stock of organic acids associated with
an increase of stomata conductance.
Due to nighttime fixation of atmospheric CO2, CAM plants exhibit greater water use efficiency
(EUA) when compared with the photosynthetic pathways C3 and C4 (Herrera, 2009), given that
CAM plants use 50 to 100 g of water per gram of CO2 fixed, while C3 plants use 400 to 500 g
(Drennam & Nobel, 2000). The ratio of transpiration is 3- to 10-fold lower in CAM plants than in
C3 (Kluge & Ting, 1978). Besides the EUA, another advantage of CAM comprises mechanisms
to minimize the damage caused by reactive oxygen species (ROS) (Sunagawa et al., 2010)

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เผาผลาญกรด Crassulacean (CAM) เป็นหนึ่งในสามอัน photosynthetic มนต์ของบรรยากาศ CO2 พร้อมมนต์ photosynthetic C3 และ C4 (Silvera et al.,2010a) . CAM มีลักษณะแยกชั่วคราวระหว่างปฏิกิริยาการตรึง CO2 และผสมในสารอินทรีย์ ในพืช CAM, CO2 เป็นถาวรช่วงมืดผ่านการดำเนินการเอนไซม์ phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), ซึ่งใช้CO2 สำหรับ carboxylation phosphoenolpyruvate (PEP), ให้ขึ้น oxaloacetate (OAA)OAA ที่เกิดขึ้นจะถูกแปลงเป็นมาลา โดยการกระทำของมาลา dehydrogenase (MDH)จากนั้น การขนส่งกรดอินทรีย์นี้ไปแวคิวโอลกับ H + ประจุ สาเหตุทั่วไปยูบรรณาธิการของพืช CAM ช่วงแสง decarboxylation ของมาลาและ refixation ของ CO2 โดยเอนไซม์ ribulose bisphosphate carboxylaseoxygenase (RUBISCO - รอบ C3) เกิดขึ้นในไซโตซอล ก่อให้เกิดการลดลงของมีในเนื้อเยื่อ (Herrera, 2009 Luttge, 2004 Silvera et al., 2010b) (รูปที่ 1)ทางเดิน CAM สามารถแบ่งออกเป็น 4 ระยะ (Luttge, 2004 ออสม่อนด์ 1978 Silvera ร้อยเอ็ดal., 2010b) เฟสผมมีลักษณะเปิด stomata ในตอนกลางคืน การดูดซับและเบีของบรรยากาศ CO2 โดย PEPC ในไซโตซอลจะตามมาและการก่อตัวของอินทรีย์กรด เช่นมาลา ระยะ II ประกอบด้วยของการตรึง CO2 โดยเอนไซม์ RUBISCO และPEPC พร้อม เฟสลักษณะหลักลดลงในการ PEPCและการเริ่มต้นการ RUBISCO ระยะ III ประกอบด้วยการลดลงของ stomatalเปิด efflux กรดอินทรีย์จากแวคิวโอลและ decarboxylation ภายหลังเหล่านี้กรด สุดท้าย ระยะ IV ประกอบด้วยการลดลงของจำนวนของกรดอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับเพิ่มต้านทาน stomataจากเบีค่ำคืนของบรรยากาศ CO2 พืช CAM แสดงประสิทธิภาพการใช้น้ำมากขึ้น(เอื้อ) เมื่อเปรียบเทียบกับมนต์ photosynthetic C3 และ C4 (Herrera, 2009), ระบุว่าพืช CAM ใช้ 50-100 กรัมน้ำต่อกรัมของ CO2 ถาวร ในขณะที่พืช C3 ใช้ 400-500 กรัม(Drennam & โนเบล 2000) อัตราส่วนของ transpiration คือ 3 - ไป 10 - fold ต่ำกว่าในพืช CAM มากกว่าในC3 (Kluge และทิง 1978) นอกจากเอื้อ CAM อีกประโยชน์จากกลไกที่ประกอบด้วยเพื่อลดความเสียหายที่เกิดจากพันธุ์ปฏิกิริยาออกซิเจน (ROS) (Sunagawa et al., 2010)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Crassulacean กรดเผาผลาญ (CAM)
เป็นหนึ่งในสามเส้นทางการดูดซึมการสังเคราะห์แสงของCO2 ในบรรยากาศร่วมกับวิถีการสังเคราะห์แสง C3 และ C4 (Silvera et al.,
2010a) ลูกเบี้ยวที่โดดเด่นด้วยการแยกชั่วคราวระหว่างการตรึง CO2
และที่ดูดซึมเข้าไปในสารประกอบอินทรีย์ ในพืช CAM, CO2
ได้รับการแก้ไขในช่วงระยะเวลาที่มืดผ่านการกระทำของเอนไซม์คาร์บอกซิphosphoenolpyruvate นี้ (PEPC) ซึ่งใช้
CO2 สำหรับ carboxylation ของ phosphoenolpyruvate (PEP) ให้สูงขึ้นเพื่อ oxaloacetate (OAA).
OAA ที่เกิดขึ้นจะถูกแปลงเป็น malate โดย การกระทำของ malate dehydrogenase (ที่ MDH).
จากนั้นกรดอินทรีย์นี้จะถูกส่งไป vacuole พร้อมกับไอออน H +
ก่อให้เกิดความปกติกรดออกหากินเวลากลางคืนของพืชCAM ในช่วงเวลาที่แสงที่ decarboxylation ของ
malate และ refixation ของ CO2 โดยเอนไซม์ ribulose bisphosphate คาร์บอกซิ
oxygenase (RUBISCO - วงจร C3)
จะเกิดขึ้นในเซลล์ที่ก่อให้เกิดการลดลงของความเป็นกรดในเนื้อเยื่อ(Herrera 2009; Luttge 2004; Silvera, et al, 2010b) (รูปที่ 1)..
ทางเดิน CAM สามารถแยกออกเป็นสี่ขั้นตอน (Luttge 2004; ออสมอนด์ 1978; Silvera
เอ. อัล, 2010b) ระยะที่มีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยการเปิดปากใบในช่วงเวลากลางคืนที่การดูดซึมและการตรึงที่ตามมาของ CO2 ในชั้นบรรยากาศโดย PEPC ในเซลล์และการก่อตัวของกรดอินทรีย์เช่นmalate ระยะที่สองประกอบด้วยการแก้ไข CO2 โดยเอนไซม์ RUBISCO และPEPC พร้อมกันขั้นตอนลักษณะหลักโดยลดลงในกิจกรรมของ PEPC ที่และจุดเริ่มต้นของกิจกรรมของRUBISCO ที่ ขั้นตอนที่สามประกอบด้วยการลดลงของปากใบเปิดไหลของกรดอินทรีย์จาก vacuole และ decarboxylation ที่ตามมาของเหล่ากรด ในที่สุดขั้นตอนที่สี่ประกอบด้วยการสูญเสียในสต็อกของกรดอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของสื่อกระแสไฟฟ้าปากใบ. เนื่องจากการตรึงกลางคืนของ CO2 บรรยากาศพืช CAM แสดงประสิทธิภาพการใช้น้ำมากขึ้น(เอื้อ) เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์สังเคราะห์ C3 และ C4 (Herrera 2009) ที่ระบุว่าพืชCAM ใช้ 50-100 กรัมของน้ำต่อกรัมของ CO2 คงที่ในขณะที่พืช C3 ใช้ 400-500 กรัม(Drennam และโนเบล 2000) อัตราส่วนของการคายเป็น 3 ถึง 10 เท่าต่ำกว่าในพืช CAM กว่าในC3 (Kluge & Ting, 1978) นอกจากนี้ยังเอื้อให้ประโยชน์จาก CAM อื่นประกอบด้วยกลไกเพื่อลดความเสียหายที่เกิดจากออกซิเจน(ROS) (Sunagawa et al., 2010)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

crassulacean กรดการเผาผลาญ ( CAM ) เป็นหนึ่งในสามของการสังเคราะห์แสงวิถีการ
ของคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ พร้อมด้วยแสงเซลล์ C3 และ C4 ( silvera et al . ,
2010a ) ลูกเบี้ยวเป็น characterized โดยแยกชั่วคราวระหว่างการตรึง CO2 และ
ผสมกลมกลืนเป็นสารประกอบอินทรีย์ ในแคมพืช CO2 จะคงที่ในระหว่าง
ช่วงมืดผ่านการกระทำของเอนไซม์ฟอสโฟอีนอลไพรูเวตอวัยวะสืบพันธุ์ ( pepc ) ซึ่งใช้
CO2 สำหรับคาร์บอกซิเลชันของฟอสโฟอีนอลไพรูเวต ( PEP ) , ให้สูงขึ้นเพื่อซาโลอะซิเตต ( ประธาน ) ประธาน
รูปแบบจะถูกแปลงเป็นมาเลทโดยการกระทําของ malate dehydrogenase ( MDH ) .
แล้วกรดอินทรีย์นี้จะส่งไปพร้อมกับ H แวคิวโอลไอออน ทำให้เกิดกรด Nocturnal ทั่วไป
แคม พืชช่วงแสง , เงือกของ
Malate และ refixation ของ CO2 โดยเอนไซม์ไรบูโลส bisphosphate อวัยวะสืบพันธุ์
oxygenase ( รอบ 3 rubisco - ) เกิดขึ้นในแต่ครั้ง ก่อให้เกิดการลดลงของกรดในเนื้อเยื่อ (
Herrera , 2009 ; luttge , 2004 ; silvera et al . , 2010b ) ( รูปที่ 1 ) .
กล้องทางเดินสามารถแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอน ( luttge , 2004 ; ออสมอนด์ , 1978 ;
silvera et al . ,2010b ) ระยะที่เป็นลักษณะการเปิดของปากใบในช่วงกลางคืน การใช้
และการตรึงที่ตามมาของคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ โดย pepc ในไซโตซอลและการก่อตัวของ
กรดอินทรีย์ เช่น malate . ระยะที่ 2 ประกอบด้วยการแก้ไข CO2 โดยเอนไซม์ rubisco และ
pepc ควบคู่กันไปเฟสลักษณะเป็นหลักโดยการลดลงในกิจกรรมของ pepc
และจุดเริ่มต้นของกิจกรรมของ rubisco .ระยะที่ 3 ประกอบด้วย การเปิดปากใบ
, การไหลออกของกรดอินทรีย์จากแวคิวโอล และเงือกที่ตามมาของกรดเหล่านี้

สุดท้ายระยะที่ 4 ประกอบด้วยสูญสิ้นในหุ้นของกรดอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของจำนวนรูป
.
เนื่องจากเวลากลางคืน การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ Cam แสดงประสิทธิภาพการใช้น้ำของพืชมากขึ้น
( สหรัฐ ) เมื่อเทียบกับการสังเคราะห์แสงเซลล์ C3 และ C4 ( Herrera , 2552 ) ระบุว่า
แคมพืชใช้ 50 ถึง 100 กรัมของน้ำต่อกรัม CO2 คงที่ในขณะที่ C3 พืชใช้ 400 500 g
( drennam &โนเบล , 2000 ) อัตราส่วนของการคายน้ำคือ 3 - 10 เท่าต่ำกว่าแคมพืชมากกว่า
C3 ( ครุก& Ting , 1978 ) นอกจากสหรัฐฯ อีกประโยชน์ของแคมประกอบด้วยกลไก
การลดความเสียหายที่เกิดจากปฏิกิริยาชนิดออกซิเจน ( ROS ) ( ซูนากาว่า et al . , 2010 )