无氧光合作用

不产氧光合细菌 (APB) 利用一系列有机和无机电子供体进行不产氧光合作用。它们适用于各种环境生物技术应用，并具有多种有利特性，包括厌氧生长、低能耗、多样化的代谢途径、低生长和维护成本等。

它们还可以用于生产一系列有用的细胞和代谢产物。然而，与藻类和蓝藻相比，基于 APB 的应用受到的关注较少。

细菌的光合作用活动分为两种类型：不产氧光合作用和产氧光合作用。它们所含的类胡萝卜素和叶绿素色素量、用于光合呼吸的电子供体以及光合作用机制的构成都各不相同。不产氧光合细菌即使在没有氧气释放的情况下也能进行光合作用。这些细菌可以在厌氧环境中繁衍，因为氧气会阻止大多数不产氧光合生物的光合作用群体的形成和功能。

不产氧光合细菌的系统发育和类型

APB 是一组在系统发育和光合作用上都多样化的生物，它们具有与更保守的产氧光合细菌不同的特征。首先，它们使用细菌叶绿素作为主要色素而不是叶绿素；其次，它们使用硫化物、氢、有机物或类似的电子供体来降低光合作用所需的能量，而不是氧化水。

ABP 细菌使用 I 型或 II 型反应中心进行光合作用。I 型反应中心存在于与绿硫菌门、厚壁菌门和酸杆菌门相关的生物中，而 II 型反应中心存在于属于绿弯菌门、变形菌门和 Gemmatimonadetes 门的物种中。

APB 在 740 至 1020 nm 波长之间吸收光，这使得多种不产氧光合生物可以在同一环境中共存。

由于其高细菌叶绿素 c 含量，Oyaizu 及其同事最初将橙黄绿菌归类为“绿色非硫细菌”群体的成员。该群体还包括化能营养的、密切相关的丝状细菌橙黄蛇形菌和非运动性细菌玫瑰嗜热菌。

然而，这些细菌目前被归类为丝状不产氧光合细菌，因为它们在系统发育和生理特征上都与绿硫细菌有所不同。

细菌和古菌

能够进行不产氧光合作用的细菌包括紫色细菌、螺旋菌、红色和绿色丝状光合生物（FAPs，如绿弯菌门）、绿硫细菌 (GSB) 和酸杆菌门。但与植物不同，它们不是光合生物，因为它们不“固定”碳。

这些古菌使用视紫质等蛋白质，它们依赖三萜将离子通过梯度移动，而不是叶绿素和电子传输链。这有助于它们的化学渗透过程，其产生 ATP（能量）的方式类似于细胞中的线粒体。

反应中心

细菌中存在两种不同类型的厌氧光合电子传输链。I 型反应中心存在于 GSB、嗜绿酸杆菌和螺旋菌中，而 II 型反应中心存在于 FAPs 和紫色细菌中。

I 型反应中心

绿硫细菌的电子传输链，如模式生物嗜热氯杆菌，使用反应中心细菌叶绿素对 P840。当反应中心吸收光时，P840 达到具有显著负还原电位的激发态。然后它迅速将一个电子捐赠给细菌叶绿素 663，后者随后将其沿着电子传输链向下传输。在用于将 NAD+ 转化为 NADH 之前，电子通过许多复合物和电子载体。细胞色素将硫化氢中的硫离子氧化以实现 P840 再生。

II 型反应中心

尽管 II 型反应中心与 PSII 在结构和序列上相似，但在已知的不产氧光合生物中不存在植物叶绿体和蓝藻中光系统 II (PSII) 的产氧复合物。

紫色非硫细菌的电子传输循环始于光吸收激发反应中心细菌叶绿素对 P870。之后，激发的 P870 将一个电子给予细菌脱镁叶绿素，后者将它传输给电子链中的其他一些电子载体。在此过程中，产生了一个电化学梯度，可用于通过化学渗透制造 ATP。为了让光子到达反应中心并再次启动该过程，P870 必须被降低或再生。细菌环境中分子氢是最常见的电子供体。

结论

光合作用是生物体吸收光能（光子）并以 ATP 形式的化学能或 NADPH 形式的还原力储存的过程。光合作用分为两种类型：基于视紫质的视网膜光合作用和基于叶绿素的氯光合作用。不产氧光合作用是一种光合作用过程，它利用光能产生 ATP 而不需要氧气，这意味着在此过程中不使用水作为电子供体。

不产氧光合作用由多种有机和无机电子供体进行，这些电子供体由不产氧光合细菌 (APB)（一个细菌的系统发育群）使用。它们适用于各种环境生物技术应用，并具有多种有利特性，包括厌氧生长、低能耗、多样化的代谢途径、低生长和维护成本等。