41. Схемы потоков электронов при фотосинтезе. Общие закономерности функционирования комнонентов фотосистем и запасания энергии.
8Лекция слайды
42. Состав, пространственная организация и работа фотосистемы-II.
Фотосистема – это совокупность светособирающего комплекса (ССК), фотохимического реакционного центра и связанных с ним молекул-переносчиков электрона.
По современным представлениям фотосистема является важнейшим структурно-функциональным звеном фотосинтетического аппарата.
Две пигментные фотосистемы – это две машины, движущие фотосинтез на световой стадии.
Каждой фотосистеме соответствует отдельный набор пигментов, а также связанных с ними переносчиков электронов, и в каждой фотосистеме происходят свои, только ей присущие, фотосинтетические реакции.
В состав ФС II – вторая пигментная система с Р680, 4 молекулы пластоцианина, 2 молекулы цитохрома b559 и 6 атомов Mn.
В фотосинтетическую ЭТЦ входит и пул пластохинонов – липидрастворимых переносчиков е– и Н+.
ФС II и ФС I размещаются последовательно в цепи транспорта электронов от Н2О до НАДФ+.
Для восстановления одной молекулы НАДФ+ в процессе фотосинтеза необходимо два электрона и два протона, при этом донором электронов является вода.
Фотоиндуцированное окисление воды происходит в ФС II, восстановление НАДФ+ – ФС I.
Таким образом, фотосистемы должны функционировать во взаимодействии для восстановления углерода до сахаров и выделения кислорода.
43. Состав, пространственная организация и работа фотосистемы-I.
Фотосистема – это совокупность светособирающего комплекса (ССК), фотохимического реакционного центра и связанных с ним молекул-переносчиков электрона.
По современным представлениям фотосистема является важнейшим структурно-функциональным звеном фотосинтетического аппарата.
Две пигментные фотосистемы – это две машины, движущие фотосинтез на световой стадии.
Каждой фотосистеме соответствует отдельный набор пигментов, а также связанных с ними переносчиков электронов, и в каждой фотосистеме происходят свои, только ей присущие, фотосинтетические реакции.
По одной из оценок в состав ФС I входят первая пигментная система с Р700, мономерная форма Хл а695, белки, содержащие железо и серу, 1–2 молекулы ферредоксина, по 1 молекуле цитохрома и пластоцианина и 2 молекулы цитохрома b6.
ФС II и ФС I размещаются последовательно в цепи транспорта электронов от Н2О до НАДФ+.
Для восстановления одной молекулы НАДФ+ в процессе фотосинтеза необходимо два электрона и два протона, при этом донором электронов является вода.
Фотоиндуцированное окисление воды происходит в ФС II, восстановление НАДФ+ – ФС I.
Таким образом, фотосистемы должны функционировать во взаимодействии для восстановления углерода до сахаров и выделения кислорода.
44. Состав, пространственная организация и работа комплекса цитохромов b6f.
Комплекс цитохром b6/f состоит из цитохрома b6, цитохрома f, железосерного белка Риске и субъединицы IV. Цитохром b6 и субъединица IV являются наиболее гидрофобными элементами комплекса. Простетическая группа цитохрома f представлена гемом с-типа, а аналогичная группа цитохрома b6 состоит из двух гемов b-типа, ковалентно связанных с остатками гистидина. Один гем называют высокопотенциальным (Н), второй низкопотенциальный (L).
В передаче электронов от ФС II, а именно от комплекса b6/f к ФС I участвует пластоцианин (водорастворимый белок, содержащий два атома меди.
Сущность реакций, которые происходят на свету, была выяснена Д. Арноном (США) в 1954–1958 гг. Он показал, что на свету в изолированных хлоропластах идет образование АТФ за счет присоединения минерального фосфора (Ф) к АДФ.
Во время перемещения электрона по такой цепи переносчиков часть его энергии преобразуется в химическую форму, поскольку за счет ее из АДФ и неорганического фосфора синтезируется АТФ и запасается значительное количество энергии.
Дальнейшие исследования показали, что синтез АТФ сопряжен с транспортом электронов – циклическим или нециклическим.