تفاعل ميهلر

سُمّي تفاعل ميهلر نسبةً إلى آلان هـ. ميهلر، الذي قدّم في عام 1951 بيانات تفيد بأن البلاستيدات الخضراء المعزولة تختزل الأكسجين لتكوين بيروكسيد الهيدروجين ( H₂O₂) .₂ O₂ ). ^{[ 1 ]} لاحظ ميهلر أنH₂ Oلا يُمثل المركب ₂ المُتشكل بهذه الطريقة وسيطًا نشطًا في عملية التمثيل الضوئي؛ بل على العكس، وباعتباره نوعًا من أنواع الأكسجين التفاعلية، فإنه قد يكون سامًا للعمليات البيولوجية المحيطة به كعاملمؤكسد. في الأدبيات العلمية، غالبًا ما يُستخدم تفاعل ميهلر بالتبادل معدورة الماء-الماء ^{[ 2 ]} للإشارة إلى تكوينالهيدروجين.₂ O_٢- عن طريق عملية التمثيل الضوئي.بالمعنى الدقيق، تشمل دورة الماءتفاعل هيل، الذي يتم فيه تحليل الماء لتكوين الأكسجين، بالإضافة إلى تفاعل ميهلر، الذي يتم فيه اختزال الأكسجين لتكوينالهيدروجين.₂ O₂ وأخيرًا، التخلص من هذاH₂ O_2- بواسطة مضادات الأكسدة لتكوين الماء.

في سبعينيات القرن العشرين، أوضح البروفيسور كوزي أسادا أن الأكسجين يمكن اختزاله بواسطة الإلكترونات المنبعثة من الفيريدوكسين في النظام الضوئي الأول ، لتكوين فوق الأكسيد ، والذي يتم اختزاله بعد ذلك بواسطة إنزيم ديسموتاز فوق الأكسيد لتكوين الهيدروجين.₂ O_2. هذا التفاعل الكيميائي الضوئيH₂ O_{ثم يُختزل المركب 2} بفعل إنزيمبيروكسيداز الأسكورباتلتكوين الماءوالأسكوربات. جادل أسادا بأن الأكسجين يُمثل مُستودعًا هامًا لطاقة الإثارة الزائدة المُكتسبة أثناء تعرض النبات للضوء الساطع. وكان غالبًا ما يبدأ ندواته بسؤال: "لماذا لا تُصاب النباتات بحروق الشمس رغم تعرضها للضوء؟". ^{[ 3 ]}

لطالما كان دور دورة الماء في الحماية الضوئية موضع نقاش. ففي النباتات الأرضية، لا تتجاوز نسبة نقل الإلكترونات إلى الأكسجين من الفيريدوكسين في النظام الضوئي الأول (PSI) 10% من إجمالي نقل الإلكترونات في عملية التمثيل الضوئي. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} أما في الطحالب والكائنات الحية الأخرى وحيدة الخلية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي، فقد تصل هذه النسبة إلى 20-30% من إجمالي نقل الإلكترونات. ومن المحتمل أن اختزال الأكسجين بواسطة الإلكترونات الحرة المنبعثة من النظام الضوئي الأول (PSI) يمنع مكونات سلسلة نقل الإلكترونات من الاختزال المفرط. ^{[ 7 ]}

دورة الماء لا ترتبط بالتنفس الضوئي ، لأنها تتضمن تفاعلات مختلفة ولا ينتج عنها استهلاك صافٍ للأكسجين.