Molekularer Sauerstoff (O2) entstand durch oxygene Photosynthese in Cyanobakterien, den evolutionären Vorläufern pflanzlicher Chloroplasten. Während der Fixierung von Kohlenstoff (CO2) führt O2 zur Entstehung von toxischem 2-Phosphoglykolat (2PG) in oxygenen Phototrophen. Dieses wird durch die Photorespiration regeneriert. Der cyanobakterielle CO2-Konzentrierungs-Mechanismus (CCM) vermindert die Entstehung von 2PG. Defekte in der Photorespiration sowie im CCM resultieren in einer Hoch-CO2-Abhängigkeit, die sich jedoch unterschiedlich auf die metabolische Zusammensetzung sowie die globale Transkription auswirkten. Zudem wurde nachgewiesen, dass die Photorespiration am Lichtschutz in Cyanobakterien beteiligt ist. Schließlich wurde gezeigt, dass photorespiratorische Glykolat-Oxidasen aus cyanobakteriellen Laktat-Oxidasen entstanden. Während diese Enzyme in Pflanzen essentiell für die Photorespiration sind, spielen sie in heutigen Cyanobakterien eine wichtige Rolle bei der Stickstoff-Fixierung.
Molecular oxygen (O2) arose from oxygenic photosynthesis in cyanobacteria, the ancestors of plant chloroplasts. The presence of O2 during carbon (CO2) fixation leads to the formation of toxic 2-phosphoglycolate (2PG) in oxygenic phototrophs. 2PG is re-generated within the photorespiratory cycle. The cyanobacterial CO2-concentrating-mechanism (CCM) decrease the production of 2PG. Defects in photorespiration and CCM result in high-CO2-dependence, however, the mutants show differences in the metabolic composition and global transcription pattern. In addition, the involvement of photorespiration in light protection was proven for cyanobacteria. Further results demonstrated, that photorespiratory glycolate oxidases evolved from cyanobacterial lactate oxidases. While in plants these enzymes are essential for photorespiration, in extant cyanobacteria they play an important role during nitrogen-fixation.