The Reason for the Loss of Photosynthetic Activity in Isolated Spinach Chloroplasts during Photosynthesis

분리된 시금치 엽록체에서 광합성중 광합성능이 소실되는 이유

$ CO_2$ fixation of isolated intact spinach chloroplasts under saturating light began to decrease after 20 min, and stopped completely after 1 h. To identify the lesion sites for the die off, reconstituted chloroplast system was used with chloroplasts collected at several phases of time course. $ CO_2$ fixation was inhibited in the reconstituted chloroplasts made of thylakoids and stroma in the later phases, but showed a higher degree of inhibition by the participation of thylakoids than that of stroma in the later phases. Measurement of photophosphrylation and NADP reduction revealed that a severed thylakoidal damage was occurred at the later phases. This results indicate that the lesion sites for the die off are in the thylakoid.the thylakoid.

시금치에서 분리한 엽록체의 탄소고정을 관찰하면 반응시작 후 20분 정도가 지나면 고정율이 떨어지기 시작하여 1시간 정도가 지나면 고정이 완전히 멈춘다. 그 원인을 규명하기 위해 광합성 도중 시간별로 여러 단계의 엽록체에서 틸라코이드와 스트로마를 분리하여 재조합한 엽록체의 탄소고정을 조사하였다. 후기 단계의 틸라코이드를 사용하여 재조합한 엽록체의 탄소고정능이 후기 단계의 스트로마를 사용하여 재조합한 엽록체의 탄소고정능보다 더 많이 떨어진 것으로 미루어 그 저해 원인이 스트로마보다는 틸라코이드에 의한 것으로 짐작된다. 각 단계별로 틸라코이드의 기능을 조사한 결과 후기 단계에서의 전자전달과 광인산화반응이 크게 감소하였으며 반응 후 60분 시에는 광인산화반응이 완전히 멈추어 P/2e 비율이 0이 되었다. 따라서 분리한 엽록체에서 광합성 도중 광합성능이 떨어지는 이유는 스트로마보다는 틸라코이드 기능, 특히 광인산화 반응의 저하에 있다고 사료된다.