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9.5: Fotosystem I

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Photosystem I

9.5: Photosystem I

9.5: Fotosystem I


Like Photosystem II (PS II), Photosystem I (PS I) captures photons and transports them through chlorophyll molecules into a reaction center. In PS I, the photons reenergize the electrons that have entered PS I from PS II. From the reaction center, the high energy electron is sent through an electron transport chain and ultimately joins with an additional electron and a proton to reduce NADP+ into NADPH. Thus, similar to PS II that captures energy to generate ATP, PS I captures energy to create NADPH.

Photosystem I

The pigments of the light-harvesting complex in Photosystem I absorb photons and relay the energy to the reaction center (P700). Following oxidation, a high-energy electron is passed from the specialized pair of chlorophyll a to the primary electron acceptor. This time, however, the missing electrons from the chlorophyll a pair are replaced by the electrons traveling from Photosystem II (instead of splitting of water as in PS II). On their way from PS II to PS I, the electrons pass through the electron transport chain, comprising the carrier molecule plastoquinone, the dual-protein cytochrome complex, and plastocyanin.

Once the electron was excited in the reaction center of PS I, it enters a second electron transport chain—the protein complex ferredoxin. The single electron then joins with another electron and a proton (H+) that are all accepted by NADP+ reductase to form the product NADPH. Thus, PS II captures energy to create a proton gradient that is ultimately used to make ATP, and the energy captured in PSI is used to produce NADPH.


Ähnlich wie das Fotosystem II (FS II) nutzt auch das Fotosystem I (FS I) Photonen. Es transportiert diese durch Chlorophyllmoleküle in ein Reaktionszentrum. Im FS I regenerieren die Photonen die Elektronen, die aus dem FS II in das FS I eingedrungen sind. Vom Reaktionszentrum aus wird das hochenergetische Elektron durch eine Elektronentransportkette geleitet. Anschließend verbindet es sich mit einem zusätzlichen Elektron und einem Proton, um NADP+ zu NADPH zu reduzieren. Ähnlich wie beim FS II, wo Energie zur Erzeugung von ATP aufgenommen wird, nimmt das FS I Energie auf, um NADPH zu erzeugen.

Fotosystem I

Die Pigmente des Lichtsammelkomplexes im Fotosystem I absorbieren Photonen und geben die Energie an das Reaktionszentrum (P700) weiter. Nach der Oxidation wird ein hochenergetisches Elektron vom spezialisierten Chlorophyll a-Paar an den primären Elektronenakzeptor weitergegeben. Diesmal werden die fehlenden Elektronen jedoch aus dem Chlorophyll a-Paar durch die Elektronen aus dem Fotosystem II ersetzt (statt der Spaltung von Wasser wie im FS II). Auf ihrem Weg vom FS II zum FS I durchlaufen die Elektronen die Elektronentransportkette. Sie besteht aus dem Trägermolekül Plastochinon, einem Doppelprotein-Cytochrom-Komplex und Plastocyanin.

Sobald das Elektron im Reaktionszentrum vom FS I angeregt wurde, tritt es in eine zweite Elektronentransportkette ein. Diese Elektronentransportkette ist der Proteinkomplex Ferredoxin. Das einzelne Elektron verbindet sich dann mit einem anderen Elektron und einem Proton (H+), die alle von der NADP+ Reduktase akzeptiert werden, um das Produkt NADPH zu bilden. Nun nimmt das FS II Energie auf, um einen Protonengradienten zu erzeugen, der letztlich zur Herstellung von ATP verwendet wird. Die im FS I erzeugte Energie wird zur Herstellung von NADPH verwendet.

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