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Über den Photolyten der Photosynthese 



daß die Phosphorsäure an der Bindung der Kohlensäure beteiligt ist, etwa gemäß 

 der Gleichung: ATp H2C03 ^ ADP + H2PO3HCO3 



wobei das ATP durch die Atmung geliefert wird. Die Gleichung erklärt die Not- 

 wendigkeit der Atmung für die Bindung der Kohlensäure. Die Gleichung erklärt 

 ferner die Abhängigkeit der Kohlensäurebindung vom Druck der Kohlensäure 



Abb. 1. Je 100 mm 3 Chlorella == 1,24 .i.Mole 

 Chlorophyll, suspendiert in 3 cm 3 Salzlösung 

 S vom pH-Wert 3,8, wurden in den Haupt- 

 raum von 2 Kegelgefäßen gegeben. Im Gas- 

 raum befanden sich entweder 20 Vol.-% CO-2- 



Luft (obere Kurve) oder 20 Vol. 



CO2 



5 10 15 20 25 30 



Minuten J rot = 60 [mm 3 'Quanten /Min.] - 



35 



Argon (untere Kurve). Beide Gefäße wurden 

 zunächst 30 Min. bei 20° dunkel geschüttelt. 

 Dann wurde ab fo mit J TO t = 60 mm 3 Quan- 

 ten pro Minute belichtet. Die Ordinaten sind 

 die direkt beobachteten Druckänderungen. 

 Die aerobe CO2 wurde mit «/80-Fluorid in 

 einem Parallelversuch bestimmt. Es wurde ge- 

 funden: 



Für die Bedingungen der oberen Kurve bei fo 29,4 mm 3 , bei t = 35 Min. 28,6 mm 3 . 



Für die Bedingungen der unteren Kurve bei fo mm 3 , bei t = 35 Min. 28,2 mm 3 , 

 Im Versuch der unteren Kurve stieg also die aerobe CO2 von Null auf den aeroben Endwert. 



sowie den anaeroben Zerfall der gebundenen Kohlensäure. Denn da es anaerob 

 keine Neubildung von ATP gibt, tritt anaerob der spontane Zerfall des Carboxy- 

 phosphats in Erscheinung. Das erste Carboxyphosphat, das wir entdeckt haben 3 — 

 die phosphorylierte Phosphorglycerinsäure — zerfällt spontan mit einer ähnlichen 

 Halbwertszeit wie die aerobe CO2- Verbindung der Chlorella. — * 



Chlorella kann im allgemeinen aerob, bei dem Sättigungsdruck der CO2, so viel 

 CO2 chemisch binden, als sie Glutaminsäure enthält. Chlorella kann weniger CO> 

 aerob binden, als sie Glutaminsäure enthält, z. B. bei niedrigeren CO-2-Drucken 

 oder wenn man aerob mit n 800-Fluorid ansäuert, wodurch mehr aerobe CO2 als 

 Glutaminsäure gespalten wird. Zersetzt man die Glutaminsäure anaerob mit 

 ra/800-Fluorid, so verschwindet mit der Glutaminsäure auch die aerobe Kohlen- 

 säure. Wäscht man das Fluorid fort und schüttelt die Zellen mit 20 Vol.-% CO2- 

 Luft, so steigt mit der Glutaminsäure die aerobe Kohlensäure. Wir schließen 

 daraus, daß das Carboxyphosphat mit der Glutaminsäure reagiert, etwa im Sinn 

 der Gleichung 



Carboxyphosphat — Glutaminsäure ^ Carboxyglutaminsäure + Phoshat, 



eine Gleichung, die erklärt, warum die Glutaminsäure für die Photosynthese not- 

 wendig ist 4 , obwohl doch, wie wir bereits 1957 gefunden haben, Glutaminsäure 

 bei Abwesenheit von CO2 im Licht nicht reagiert 5 . Die Funktion der Glutamin- 

 säure bei der Photosynthese ist also die Bindung der funktionellen CO2, wobei 

 allerdings die sehr schnelle Carboxylierung und Dexarboxylierung der Glutamin- 



* Zusatz August 1961. Diese Analogie soll nur daraufhinweisen, daß die aerobe 

 CO2 eine ähnliche Zerfallskonstante hat, wie ein Anhydrid der Kohlensäure. 



