Enzymatic regulation of photosynthetic and light-independent carbon fixation in Laminaria setchellii (Phaeophyta), Ulva lactuca (Chlorophyta) and Iridaea cordata (Rhodophyta)

• ALEJANDRO CABELLO-PASINI ^[1] ; RANDALL S. ALBERTE ^[2]
  1. [1] Universidad Autónoma de Baja California

     Universidad Autónoma de Baja California

     México

     
  2. [2] Phycogen, Inc.
• Localización: Revista chilena de historia natural, ISSN-e 0717-6317, ISSN 0716-078X, Vol. 74, Nº. 2, 2001, págs. 229-236
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Regulación enzimática de la fotosíntesis y la fijación de carbono en obscuridad por Laminaria setchellii (Phaeophyta), Ulva lactuca (Chlorophyta) e Iridaea cordata (Rhodophyta)
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  • español

    La incorporación de carbono en algas marinas se lleva a cabo mediante procesos fotosintéticos y no-fotosintéticos. Sin embargo, poco se sabe sobre la regulación bioquímica de estas rutas metabólicas en el tejido de algas marinas. En consecuencia, el objetivo de este estudio fue el de evaluar la distribución de la carboxilación in vivo y relacionarlas a la actividad in vitro de ribulosa 1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa (RUBISCO), fosfoenolpiruvato carboxikinasa (PEPCK) y fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEPC) en la Phaeophyta Laminaria setchellii, la Chlorophyta Ulva lactuca y la Rhodophyta Iridaea cordata. Los niveles de clorofila-a no variaron en U. lactuca e I. cordata. Sin embargo, los niveles de pigmentos fueron significativamente menores en la región meristemática de L. setchellii probablemente debido a una falta de diferenciación de los cloroplastos de esta región. De una manera similar, la fotosíntesis neta no varió en el talo de U. lactuca e I. cordata, mientras que se incrementó desde el estipe y el meristemo hacia la lámina de L. setchellii. En contraste con la fotosíntesis, la fijación de carbono en oscuridad fue significantemente mayor en la zona meristemática de L. setchellii sugiriendo un mecanismo para la compensación de la incorporación de carbono en tejido fotosintéticamente limitado. La actividad enzimática de RUBISCO y PEPCK se comportó de una manera similar a los procesos carboxilantes in vivo, indicando que la fotosíntesis y la fijación de carbono en oscuridad son reguladas por la actividad de las enzimas carboxilantes a lo largo del talo de L. setchellii

  • English

    Carbon is acquired through photosynthetic and non-photosynthetic processes in marine algae. However, little is known about the biochemical regulation of these metabolic pathways along the thallus of seaweeds. Consequently, the objective of this study was to assess the distribution of in vivo carboxylation pathways and to relate them to the in vitro activity of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RUBISCO), phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), and phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) in the Phaeophyte Laminaria setchellii, the Chlorophyte Ulva lactuca, and the Rhodophyte Iridaea cordata. Chlorophyll-a levels did not vary in U. lactuca and I. cordata. However, pigment levels were significantly lower in the meristematic region of L. setchellii probably as a result of a lack of differentiation of the chloroplasts in this region. Similarly, net photosynthesis did not vary in the thallus of U. lactuca and I. cordata, while it increased from the stipe and meristem towards the lamina of L. setchellii. In contrast to photosynthesis, light-independent carbon fixation rates were significantly greater in the meristematic region of L. setchellii suggesting a compensating mechanism for carbon incorporation in photosynthetically limited tissue. The activity of RUBISCO and PEPCK followed a pattern similar to that of in vivo carboxylation processes indicating that in vivo carbon assimilation is regulated by the activity of the carboxylating enzymes throughout the thallus of L. setchellii