Войти
Светозависимые реакции фотосинтеза на тилакоидной мембране Фотосистемы - это функциональные и структурные единицы белковых комплексов участвующие в фотосинтезе, которые вместе осуществляют первичную фотохимию фотосинтеза : поглощение света и перенос энергия и электронов. Фотосистемы обнаружены в тилакоидных мембранах растений, водорослей и цианобактерий. Они расположены в хлоропластах растений и водорослей, а также в цитоплазматической мембране фотосинтезирующих бактерий. Существует два типа фотосистем: II и I.
В основе фотосистемы лежит реакционный центр, который представляет собой фермент, который использует свет для восстановления молекул (снабжают электронами). Этот реакционный центр окружен светособирающими комплексами, которые усиливают поглощение света.
Существуют два семейства реакционных центров в фотосистемах: реакционные центры типа I (такие как фотосистема I (P700 ) в хлоропластах и в зелено-серных бактериях и тип II. реакционные центры (такие как фотосистема II (P680 ) в хлоропластах и у несернистых пурпурных бактерий.
Каждую из фотосистем можно идентифицировать по длина волны света, с которой он наиболее реактивен (700 и 680 нанометров, соответственно для PSI и PSII в хлоропластах), количество и тип светособирающий комплекс и тип используемого концевого акцептора электронов.
Фотосистемы типа I используют ферредоксин -подобные железо-серные кластерные белки в качестве концевых акцепторов электронов, в то время как фотосистемы типа II в конечном итоге перемещают электроны к концевому акцептору электронов хинона. Оба типа реакционных центров присутствуют в хлоропластах и цианобактериях и работают вместе, образуя уникальную фотосинтетическую цепь, способную извлекать электроны из вода, создавая кислород в качестве побочного продукта.
Реакционный центр содержит несколько (>24 или>33) белковых субъединиц, которые обеспечивают каркас для ряда кофакторов. Кофакторами могут быть пигменты (например, хлорофилл, феофитин, каротиноиды ), хиноны или кластеры железо-сера.
Для кислородного фотосинтеза необходимы обе фотосистемы I и II. Кислородный фотосинтез может осуществляться растениями и цианобактериями; цианобактерии, как полагают, являются предшественниками содержащих фотосистему хлоропластов эукариот. Фотосинтезирующие бактерии, которые не могут производить кислород, имеют единственную фотосистему, аналогичную любой.
. Когда фотосистема II поглощает свет, электроны в хлорофилле реакционного центра возбуждаются до более высокого энергетического уровня и захватываются первичными акцепторами электронов.
Фотовозбужденные электроны перемещаются через комплекс цитохрома b6f в фотосистему I через цепь переноса электронов, установленную в тилакоидной мембране. Это падение энергии используется (весь процесс, называемый хемиосмос ), чтобы транспортировать водород (H) через мембрану в просвет тилакоида, чтобы обеспечить разность потенциальной энергии между пространством просвета тилакоида и стромой хлоропласта., что составляет протонно-движущую силу, которая может быть использована для генерации АТФ. Протоны переносятся пластохиноном. Если электроны проходят только один раз, этот процесс называется нециклическим фотофосфорилированием.
Когда электрон достигает фотосистемы I, он заполняет дефицит электронов хлорофилла реакционного центра фотосистемы I. АТФ генерируется, когда АТФ-синтаза переносит протоны, присутствующие в просвете, в строма, через мембрану. Электроны могут либо продолжать совершать циклический перенос электронов вокруг PS I, либо проходить через ферредоксин к ферменту НАДФ-редуктазе. Электроны и ионы водорода добавляются к НАДФ с образованием НАДФН. Этот восстановитель транспортируется в цикл Кальвина для реакции с глицерат-3-фосфатом вместе с АТФ с образованием глицеральдегид-3-фосфата, основного строительного блока, из которого растения могут производить разнообразие веществ.
