세균의 광합성 photosynthesis : 자색균, 녹색황세균, 남세균

세균 중에서도 고등식물처럼 광합성하는 세균들이 있습니다. 그 중 자색균과 녹색황세균 등은 세포막에 세균엽록소(bacteriochlorophyll)을 포함하고 있어 CO₂와 H₂S를 재료로 광합성하여 당분을 만듭니다.

 

자색균과 녹생황세균의 혐기성 광합성

자색균(purple bacteria), 자색비황세균과 녹색, 홍색, 자색 황세균(sulfur bacteria)은 모두 산소를 발생시키지 않는 혐기성 광합성을 합니다. 그런데 녹색, 홍생, 자색 황세균은 자색균과 달리 순환적, 비순환적 과정(NADH 생성)이 존재합니다.

 

 

 

 

위 사진을 보시면 Purple bacteria와 Green sulfur bacteria의 광합성 간의 같은 점과 다른 점이 존재합니다. 먼저 둘은 광계가 각각 P870과 P840으로 하나씩만 존재합니다. 그리고 둘은 순환적 과정이 존재합니다.

그러나 Green sulfur bacteria는 NADH를 생성하는 비순환적 과정 또한 존재합니다.

또한, Green sulfur bacteria의 경우 H₂O를 전자공여체로 사용하는 고등식물과 달리 H₂S(황화수소)를 전자공여체로 사용합니다. 이때 발생하는 기체는 S(황)입니다.

 

 

남세균(cyanobacteria)의 산소 발생 광합성

이제 남세균에 대해 알아보겠습니다. 남세균의 고유한 특징은 세포막에 엽록소 a가 존재한다는 것입니다. 따라서 고등식물과 마찬가지로 두 개의 광계를 사용하는 광합성을 수행합니다. 그렇다는 것은 남세균은 산소 광합성을 한다는 뜻이고, H₂O를 전자공여체로 사용한다는 것입니다(발생하는 기체는 O₂).

 

식물, 조류, 남세균 등의 모든 산소를 방출하는 광합성 세포는 PS I, PS II를 모두 가지고 있습니다. 이처럼 두 광계를 가진 것들만이 산소를 방출하고, 자색균과 녹색황세균과 같이 하나의 광계만을 지니는 생물체는 산소를 방출하지 않습니다.

 

마지막으로, 남세균과 조류, 육상식물에서는 NAD⁺의 인산화된 형태인 NADP⁺를 NADPH로 환원합니다.