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9.5:

光化学系Ⅰ

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Photosystem I

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光化学系2と同様に,光化学系1では,光子も集光複合体内の色素分子に吸収されて エネルギーを反応中心に伝え,傘下に続いて 高エネルギー電子が 一時電子受容体に渡されます。しかしこの場合は,クロロフィルA対の不足電子は,光化学系2から電子輸送鎖を通って移動する 電子によって置き換えられます。担体分子のプラストキノンから 二重タンパク質チトクローム複合体,他のタンパク質プラストシアニンへと置き換えられます。このプロセスによって放出されたエネルギーは、チトクローム複合体を介して チラコイド空間にプロトンを送り込むために使用され、化学浸透作用によってATPを生成する プロトン勾配を作り出す。一旦電子がこの反応中心を通過すると、タンパク質複合体フェレドキシンから出発し 第二の電子輸送鎖に入ります。ここから、単一の電子は他の電子と共に NADPとレダクターゼに受容され プロトンは最終的に エネルギー生成物NADPHを形成します。

9.5:

光化学系Ⅰ

概要

光化学系I(PS I)は、光化学系II(PS II)と同様に、光子を捕らえ、クロロフィル分子を介して反応中心に輸送します。PS Iでは、光子がPS IIからPS Iに入ってきた電子を再びエネルギーを与えます。反応センターでは、高エネルギーの電子が電子伝達系を通って、最終的に追加の電子とプロトンと結合し、NADP+をNADPHに還元します。このように、PS IIがエネルギーを獲得してATPを生成するのと同様、PS Iもエネルギーを獲得してNADPHを生成します。

光化学系I

光化学系Iの光収穫複合体の色素は光子を吸収し、そのエネルギーを反応中心(P700)に伝えます。酸化に続いて、高エネルギーの電子が、特殊なペアのクロロフィルaから一次電子受容体に渡されます。しかし今回は、クロロフィルaのペアから失われた電子は、光化学系IIから送られてきた電子と置き換えられます(PS IIのように水を分解するのではなく)。PS IIからPS Iへと移動する道中、電子は、キャリアー分子のプラストキノン、二重タンパク質のシトクロム複合体、プラストシアニンからなる電子伝達系を通過します。

PS Iの反応中心で励起された電子は、フェレドキシンというタンパク質複合体からなる第2の電子伝達系に入ります。そして単体の電子は、もう1つの電子とプロトン(H+)と結合して、NADP+リダクターゼに受け取られ、NADPHが生成されます。このように、PS IIはエネルギーを獲得してプロトン勾配を作り、これが最終的にATPを作るのに使われ、PSIで獲得したエネルギーはNADPHの生成に使われます。

Suggested Reading

  1. Cardona, T., Shao, S., Nixon, P.J. Enhancing Photosynthesis in Plants: The Light Reactions. Essays In Biochemistry. 62 (1), 85-94 (2018).