Evolution of photorespiration from cyanobacteria to land plants, considering protein phylogenies and acquisition of carbon concentrating mechanisms
Notice bibliographique
Résumé
Photorespiration and oxygenic photosynthesis are intimately linked processes. It has been shown that under the present day atmospheric conditions cyanobacteria and all eukaryotic phototrophs need functional photorespiration to grow autotrophically. The question arises as to when this essential partnership evolved, i.e. can we assume a coevolution of both processes from the beginning or did photorespiration evolve later to compensate for the generation of 2-phosphoglycolate (2PG) due to Rubisco's oxygenase reaction? This question is mainly discussed here using phylogenetic analysis of proteins involved in the 2PG metabolism and the acquisition of different carbon concentrating mechanisms (CCMs). The phylogenies revealed that the enzymes involved in the photorespiration of vascular plants have diverse origins, with some proteins acquired from cyanobacteria as ancestors of the chloroplasts and others from heterotrophic bacteria as ancestors of mitochondria in the plant cell. Only phosphoglycolate phosphatase was found to originate from Archaea. Notably glaucophyte algae, the earliest branching lineage of Archaeplastida, contain more photorespiratory enzymes of cyanobacterial origin than other algal lineages or land plants indicating a larger initial contribution of cyanobacterial-derived proteins to eukaryotic photorespiration. The acquisition of CCMs is discussed as a proxy for assessing the timing of periods when photorespiratory activity may have been enhanced. The existence of CCMs also had marked influence on the structure and function of photorespiration. Here, we discuss evidence for an early and continuous coevolution of photorespiration, CCMs and photosynthesis starting from cyanobacteria via algae, to land plants.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».