2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Trenutno je dobro poznato da postoje četiri proteinska kompleksa povezana sa tilakoidnim membranama i neophodna za proizvodnju redukcionog agensa (NADPH2) i za sintezu ATP-a.
Photosystem II (PSII kompleks – sa svojim LHCII kompleksom za prikupljanje svjetlosti)
- Photosystem I (PSI kompleks – sa svojim LHCI kompleksom za prikupljanje svjetlosti)
- Kompleks citokroma b6 /f
- Kompleks ATP-sintaze (CFo-CF1).
Od ovih kompleksa, prva tri su neophodna za transfer elektrona iz molekule vode u NADP+, dok ATP sintaza katalizira sintezu ATP-a iz ADP + Pi (slika ispod)
Strukturna organizacija tilakoida koja prikazuje četiri proteinska kompleksa fotohemijske faze fotosinteze
Ukratko, fotohemijska faza počinje apsorpcijom svetlosne energije od strane dva antenska kolektorska sistema LHCII i LHCI, respektivno povezanih sa fotosistemima II (PSII) i I (PSI). Hvatanje svjetlosne energije omogućava prijenos elektrona sa molekula vode na NADP+, uz formiranje NADPH. Fotoliza molekula vode i transport elektrona omogućavaju stvaranje protonskog gradijenta između lumena tilakoida i strome hloroplasta. Ovaj elektrohemijski gradijent protona dozvoljavasinteza ATP-a, preko kompleksa ATP sinataze.
Fotohemijska faza rezultira:
- Proizvodnja jakog redukcionog agensa, NADPH
- Oslobađanje kiseonika kao nusproizvoda disocijacije molekula vode
- formiranje ATP-a kompleksom ATP-sintaze
ATP i NADPH se koriste u reduktivnoj fazi ugljenika (slika ispod)
Odnosi između fotohemijske faze i faze fotosinteze redukcije ugljenika
Photosystem II (PS II)
Photosystem II je kompleks sastavljen od više od 15 polipeptida i najmanje devet redoks komponenti (hlorofil P680, plastokinon, feofitin, Mn, Fe, tirozin, karotenoidi, citohrom b559, i histidin).
Kompleks jezgra Photosystem II sastoji se od unutrašnjih i perifernih proteina. Centralno tijelo je formirano od dva integralna proteina nazvana D1 i D2, sa molekulskom težinom od 33 i 31 kDa, respektivno, formirajući heterodimer D 1 /D2.
Posljednjih godina ustanovljeno je da heterodimer D1 /D2 drži glavne hromofore i kofaktore vezane u svojoj strukturi uključenim u transportu elektrona kroz PSII. Tako su pronađeni povezani sa proteinom D1 (slika ispod).
El P680, poseban molekul hlorofila α koji djeluje kao primarni donor elektrona;
Pheophytin (Phe)modificirana α molekula klorofila (2 atoma H umjesto centralnog atoma Mg) i djeluje kao primarni akceptor elektrona.
Plastoquinone QB, specijalni kinon u plastici koji transportuje elektrone iz QA do kompleksa citokroma b6 /f;
Sekundarni donor elektrona Z (ostatak tirozina), koji prenosi elektrone iz molekule vode do P680.
Protein D2 zadržava svoju strukturu vezanu za plastokinon QA, koji prenosi elektrone iz feofitina u Q B.
Nedavni dokazi pokazuju da heterodimer D1 / D2 takođe održava vezanim oksidacioni kompleks molekula vode (kompleks koji razvija kiseonik).
Photosystem II
U sažetku, u Photosystem II, molekul vode se oksidira u kiseonik i generisani elektroni omogućavaju redukciju plastokinona. U oksidaciji dva molekula vode uklanjaju se 4 elektrona, stvarajući molekularni molekul kisika i 4 vodikova iona.
2H2O===========> O2 + 4H + + 4e–
