P700 , или первичный донор фотосистемы I , представляет собой реакционный центр хлорофилла - молекулярный димер, связанный с фотосистемой I у растений, водорослей и цианобактерий. [1] [2] [3] [4] Его название происходит от слова «пигмент», а максимальная длина волны света, которую он может поглотить, 700 нм, при которой происходит явление фотообесцвечивания . [5] Его спектр поглощения достигает максимума при 700 нм. Структура P700 состоит из гетероатома димера с двумя различными молекулами хлорофилла, прежде всего, хлорофилла аи хлорофилл а ', дав ему дополнительное название «особая пара». [6] Однако специальная пара P700 неизбежно ведет себя так, как если бы это было всего лишь одно устройство. Этот вид жизненно важен из-за его способности поглощать световую энергию с длиной волны примерно от 430 до 700 нм и передавать высокоэнергетические электроны ряду акцепторов, расположенных рядом с ним. [7]
Фотосистема I работает с целью производства НАДФН , восстановленной формы НАДФ + , в конце фотосинтетической реакции посредством переноса электрона . Когда фотосистема I поглощает свет, электрон возбуждается до более высокого энергетического уровня в хлорофилле P700. Полученный P700 с возбужденным электроном обозначается как P700 *, который является сильным восстановителем из-за его очень отрицательного окислительно-восстановительного потенциала -1,2 В. [8] После возбуждения P700 один из его электронов передается электрону. акцептор A o , запускающий разделение зарядов с образованием анионного A o - и катионного P700 + . Впоследствии перенос электрона продолжается от A o к молекуле филлохинона , известной как A1, а затем к трем кластерам железо-сера . [9] Фотосистемы типа I используют кластерные белки железо-сера в качестве концевых акцепторов электронов. Таким образом, электрон переходит из F х в другой кластер железа, серы F A , а затем передается на последний кластер железа-сере , служащий в качестве акцептора электронов, F B . В конце концов, электрон передается белку ферредоксину , в результате чего он превращается в восстановленную форму. Переносчик электронов, ферредоксин, завершает процесс, восстанавливая NADP + до NADPH, завершая первоначальную цель фотосистемы I. Скорость передачи электронов от P700 * к последующим акцепторам электронов высока, что не позволяет электронам переноситься обратно в катионная форма специальной пары P700. [10] P700 + восстанавливает свой потерянный электрон, окисляя пластоцианин , который регенерирует P700.
В большинстве случаев электроны, переносящиеся в фотосистеме I, следуют линейному пути, состоящему из возбуждения специальной пары P700 с образованием НАДФН. Однако в определенных ситуациях для фотосинтетического организма жизненно важно рециркулировать переносимые электроны, в результате чего электрон от терминального железо-серного кластера F B переносится обратно в комплекс цитохрома b6f (адаптер между фотосистемами II и I). [11] Циклический путь создает протонный градиент, полезный для производства АТФ . Однако важно отметить, что NADPH не продуцируется посредством циклического пути переноса электронов в фотосистеме I, поскольку белок ферредоксин не восстанавливается. [12]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Chitnis, Parag R (июнь 2001). «P HOTOSYSTEM I: функция и физиология». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 52 (1): 593–626. DOI : 10.1146 / annurev.arplant.52.1.593 . ISSN 1040-2519 . PMID 11337410 .
- ^ Фромме, Петра; Джордан, Патрик; Краус, Норберт (октябрь 2001 г.). «Структура фотосистемы I». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1507 (1–3): 5–31. DOI : 10.1016 / S0005-2728 (01) 00195-5 . PMID 11687205 .
- ^ Голбек, Джон Х., изд. (2006). Фотосистема I: управляемый светом пластоцианин: ферредоксиноксидоредуктаза . Достижения в фотосинтезе и дыхании. 24 . Дордрехт: Springer, Нидерланды. DOI : 10.1007 / 978-1-4020-4256-0 . ISBN 978-1-4020-4255-3.
- ^ Уэббер, Эндрю Н; Любиц, Вольфганг (октябрь 2001 г.). «P700: первичный донор электронов фотосистемы I». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1507 (1–3): 61–79. DOI : 10.1016 / S0005-2728 (01) 00198-0 . PMID 11687208 .
- ^ Уэббер, Эндрю Н; Любиц, Вольфганг (октябрь 2001 г.). «P700: первичный донор электронов фотосистемы I». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1507 (1–3): 61–79. DOI : 10.1016 / S0005-2728 (01) 00198-0 . PMID 11687208 .
- ^ Голбек, Джон Х., изд. (2006). Фотосистема I: управляемый светом пластоцианин: ферредоксиноксидоредуктаза . Достижения в фотосинтезе и дыхании. 24 . Дордрехт: Springer, Нидерланды. DOI : 10.1007 / 978-1-4020-4256-0 . ISBN 978-1-4020-4255-3.
- ^ Читнис, Parag R (июнь 2001 г.). «P HOTOSYSTEM I: функция и физиология». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 52 (1): 593–626. DOI : 10.1146 / annurev.arplant.52.1.593 . ISSN 1040-2519 . PMID 11337410 .
- ^ Голбек, Джон Х., изд. (2006). Фотосистема I: управляемый светом пластоцианин: ферредоксиноксидоредуктаза . Достижения в фотосинтезе и дыхании. 24 . Дордрехт: Springer, Нидерланды. DOI : 10.1007 / 978-1-4020-4256-0 . ISBN 978-1-4020-4255-3.
- ^ Уэббер, Эндрю Н; Любиц, Вольфганг (октябрь 2001 г.). «P700: первичный донор электронов фотосистемы I». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1507 (1–3): 61–79. DOI : 10.1016 / S0005-2728 (01) 00198-0 . PMID 11687208 .
- ^ Фромме, Петра; Джордан, Патрик; Краус, Норберт (октябрь 2001 г.). «Структура фотосистемы I». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1507 (1–3): 5–31. DOI : 10.1016 / S0005-2728 (01) 00195-5 . PMID 11687205 .
- ^ Читнис, Parag R (июнь 2001 г.). «P HOTOSYSTEM I: функция и физиология». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 52 (1): 593–626. DOI : 10.1146 / annurev.arplant.52.1.593 . ISSN 1040-2519 . PMID 11337410 .
- ^ Фромме, Петра; Джордан, Патрик; Краус, Норберт (октябрь 2001 г.). «Структура фотосистемы I». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1507 (1–3): 5–31. DOI : 10.1016 / S0005-2728 (01) 00195-5 . PMID 11687205 .