Prodovdeck fakulta Jihoesk Univerzity Katedra fyziologie rostlin Kurz

Přírodovědecká fakulta Jihočeské Univerzity Katedra fyziologie rostlin Kurz fyziologie rostlin Minerální výživa rostlin 3 Ivan Šetlík S 2 S SO 4 2

redukce (rostliny, mikroorganismy) disimilační redukce sulfátu (anaerobní bakterie) síranové estery polysacharidů, sulfatované steroidy atd. bílkoviny chemoautotrofní a fotosyntetické sirné bakterie živočichové, mikroorganismy oxidace

Leukoplast nebo proplastid vakuola síranová permeáza o vysoké aktivitě kořenová buňka ATPáza čerpající protony

mezofylová buňka listu sulfátované sloučeniny vakuola mitochondrie xylém permeáza pro síran s nízkou aktivitou floém

SO 4 2– + ATP + 8 + H = 2– S – e +8 = + 4 H 2 O + AMP +

Syntéza APS sulfát + ATP APS + PPi G 0' = 45 k. J. mol-1 spřažená s hydrolýzou pyrofosfátu PPi + H 2 O 2 Pi G 0' = -33, 5 k. J. mol-1 je stále ještě endergonická. Sdruží-li se se syntézou PAPS + ATP PAPS + ADP G 0' = -25 k. J. mol-1 je úhrnná bilance už příznivá (+45 – 33, 5 – 25) k. J. mol-1 = -13, 5 k. J. mol-1

APS sulfotransferáza, používá APS jako donor sulfurylové skupiny a přenáší sulfát na akceptorovou thiolovou skupinu, patrně na glutathion. Vzniklý thiosulfonát redukuje na thiosulfid reduktáza thiosulfonátu, závislá na ferredoxinu.

APS kináza nejprve fosforyluje APS na PAPS reduktáza použije elektrony z thioredoxinu na tvorbu sulfitu. Reduktáza sulfitu pak použije elektrony z ferredoxinu a dovede redukci až k sulfidu.

Jeden z hlavních konečných produktů reduktivní asimilace sulfátu je glutathion. Je to hlavní nebílkovinný thiol v rostlinách. Jeho milimolární koncentrace v buňkách výrazně přesahují mikromolární koncentrace cysteinu. α- peptidová vazba Glutathion se účastní skladování redukované síry a jejího transportu v rostlině, dále jako přenašeč v signálních drahách, dále zneškodňuje různé formy aktivního kyslíku, xenobiotika a slouží jako substrát pro syntézu fytochelatinů. γ- peptidová vazba

Homoglutathione (b-alanin je nahrazen Gly; je obsažen v některých luštěninách) Hydroxymethylglutathione (Ser je nahrazen Gly; je obsažen v některých travách) g-Glutamylcysteinylglutamate (Glu je nahrazen Gly; je osažen v kukuřici)

herbicid GSH = redukovaný glutathion přenos GS-herbicid vakuola modifikace a uložení

Dvě fytochelatinové molekuly [(gama-Glu-Cys)2 Gly] koordinované iontem kadmia. Fytochelatiny váží ionty těžkých kovů a odstraňují je z buněčného ústrojí.

Model znázorňuje mechanismus mineralizace a odloučení Cd. S v rostlinných buňkách zprostředkovaného fytochelatiny.

(A) Vztah fytoplanktonu ke klimatu. Dimethylsulfoniopropionát (DMSP) rozkládají bakterie na dimethylsulfid (DMS) a akrylát. DMS vytěká do atmosféry, kde se oxiduje na dimethylsulfoxid (DMSD) a sulfát, který slouží jako kondenzační jádra pro vodu a tak se tvoří mraky.

(B) Sulfát rozpuštěný v dešťových kapkách se vrací do moře. Poněvadž oblačnost zpomaluje růst fytoplanktonu a působí ochlazení atmosféry, považuje se tento pochod za homeostatický mechanismus. Dimethylsulfoniopropionát (DMSP) má mnoho úloh, např. je osmoprotektantem, kryoprotektantem a odpuzuje planktonní herbivory.