Фотосистема донор электронов

У зеленых растений для I фотосистемы донорами электронов служат цитохромы и пигменты Р 7по и Р 7зо, для И фотосистемы— вода и Р б8о акцепторами электронов для обеих фотосистем являются пластохиноны. [c.189]

Донор электронов Y для фотосистемы I расположен в конце последовательности компонентов электронтранспортной цепи — после пластохинона, цитохрома / и пластоцианина. Он получает электроны, передающиеся через эти промежуточные компоненты, от соединения Q (окислительно-восстановительный потенциал 0В). Q является акцептором электронов в фотосистеме II и получает их через Р-680 от донора Z. Как уже отмечалось, восстановительный акцептор Q передает электроны фотосистеме I. Окисленный донор Z является достаточно сильным окислителем, способным окислить воду, что приводит к выделению кислорода. Таким образом, энергия для расщепления воды по- ставляется светом, улавливаемым фотосистемой II. [c.344]

Некоторые виды зеленых и других водорослей могут после соответствующего периода адаптации начать фотовосстановление СОг с помощью газообразного водорода как фотосинтезирующие бактерии, иными словами, у них появляется латентная в других условиях гидрогеназа [214, 633, 652, 654, 656, 983, 1707, 1771, 1813, 1814]. У таких растений протекают фотофосфорилирование и цикл Кальвина [705, 1582], но у них нет явления усиления интенсивности фотосинтеза [704] по-видимому, водород непосредственно попадает в фотосистему I. В отсутствие СОг некоторые водоросли могут выделять Нг на свету [76, 654, 661, 686]. Прокариотические и эукариотические растения могут до некоторой степени использовать на свету в качестве донора электронов HsS, хотя фотосистема II им, по-видимому, все-таки нужна [1018, 1801]. Длительное освещение хлоропластов красным светом, вероятно, подавляет эффект усиления у растений, например у элодеи [1489, 1490]. [c.133]

ПИИ доноров электронов фрагментами фотосистемы I в присутствии метилового красного как акцептора электронов для света с Я>700 нм. [c.81]

Анализ рис. 14 приводит к выводу, что участие комплекса I в ЦЭТ сделало бы возможным восстановление НАД(Ф) за счет работы только фотосистемы II. Образование НАД(Ф)Н в них могло бы происходить так же, как у пурпурных бактерий, за счет обратного транспорта. Для этого был бы необходим эффективный циклический транспорт электронов в фотосистеме II. Такая ЦЭТ соответствовала бы бактериальной, по с использованием в качестве донора электронов воды. Кроме рассмотренной ситуации, возможна также обратная картина, при которой Донором электронов служит пе вода, как у растений, а более [c.43]

У таких растений протекают фотофосфорилирование и цикл Кальвина [705, 1582], но у них нет явления усиления интенсивности фотосинтеза [704] по-видимому, водород непосредственно попадает в фотосистему I. В отсутствие СОг некоторые водоросли могут выделять Нг на свету [76, 654, 661, 686]. Прокариотические и эукариотические растения могут до некоторой степени использовать на свету в качестве донора электронов HsS, хотя фотосистема II им, по-видимому, все-таки нужна [1018, 1801]. Длительное освещение хлоропластов красным светом, вероятно, подавляет эффект усиления у растений, например у элодеи [1489, 1490]. [c.133]

Энергия света, поглощаемая изолированной молекулой хлорофилла, высвобождается в виде света (флуоресценция) и тепла при возвращении возбужденного электрона на исходный энергетический уровень (рис. 9-48). Но хлорофилл реакционного центра тесно связан с акцептором электронов и донором электронов, и вместе эти три молекулы образуют сердце фотосистемы. В результате реакции, катализируемой соответствующими белками, возбужденный электрон реакционного центра передается на акцептор электрона, и при этом в молекуле хлорофилла образуется положительно заряженная дырка с очень высоким сродством к электронам. Эту дырку быстро заполняет электрон, отдаваемый находящимся поблизости донором электронов (рис. 9-48). [c.42]

При введении в суспензию хлоропластов диурона световой импульс не вызывает выделения кислорода (рис. 68,6). Амплитудно-частотный спектр кривой светоиндуцированного ответа содержит только процессы, соответствующие реакции окисления компонента Я (3 и 2 ). Поскольку диурон блокирует транспорт электронов от воды и соответственно выделение кислорода, световой импульс в присутствии ингибитора вызывает перенос электронов по редокс-цепи только в одной, первой, фотосистеме. Донорами электронов в данном случае являются переносчики, расположенные между двумя фотосистемами, которые в анаэробных условиях находятся в восстановленном состоянии. В результате электроны, поступающие от переносчиков на П700+, под действием вспышки переносятся по фотосисте-,ме I, вызывая образование НАДФ-Н и АТФ (рис. 69). [c.204]

Что касается донора электронов в фотосистеме И, то имеются веские данные о непосредственном участии в эт ом процессе двух-четырех йонов Мп2+, присутствующих в каждом из реакционных центров [Ш]. Поэтому цепь часто изображают идущей от Н2О через Мп + на Р682. Была предложена специальная схема [112], отражающая прямое взаимодействие между окисленным хлорофиллом и гидроксил-ионом воды, связанным с металлом координационной связью [c.50]

В фотосистемах I и И образуются высокоэнергетические электроны в форме обладающей сильноотрицательным А7е является высокоэнергетическим донором электронов. Штриховая стрелка обозначает возвращение переносчиков электронов в исходное состояние. СЫ - хлорофилл в невозбужденном состоянии СЬГ - возбужденная молекула хлорофилла СЬГ - хлорофилл после потери электрона РО - ферредоксин [c.93]

Однако окислительно-восстановительный потенциал системы вода — молекулярный кислород равен +820 мВ, из чего следует, что электронная вакансия , возникающая, например, в молекуле бактериохлорофилла реакционного центра зеленых серобактерий при нециклическом транспорте электронов, не может быть заполнена электроном воды (фотоокисленная форма бактериохлорофилла реакционного центра зеленых серобактерий — пигмента П84о — имеет окислительно-восстановительный потенциал порядка +250 мВ). Чтобы использование электронов воды стало возможным, необходимо, во-первых, их оторвать от молекулы Н2О, термодинамически очень невыгодного донора электронов, и, во-вторых, поднять на более высокий энергетический уровень, позволяющий включаться в фотосистему, описанную выше. Природа решила эти проблемы путем создания дополнительной пигментной системы, обозначаемой как фотосистема П. [c.287]

У цианобактерий обнаружена способность к бескислородному фотосинтезу, связанная с отключением II фотосистемы при сохранении активности I фотосистемы (см. рис. 75, В). В этих условиях у них возникает потребность в иных, чем Н2О, экзогенных донорах электронов. В качестве последних цианобактерии могут использовать некоторые восстановленные соединения серы (H2S, НагЗгОз), Н2, ряд органических соединений (сахара, кислоты). Так как поток электронов между двумя фотосистемами прерывается, синтез АТФ сопряжен только с циклическим электронным транспортом, связанным с I фотосистемой. Способность к бескислородному фотосинтезу обнаружена у многих цианобактерий из разных групп, но активность фиксации СО2 за счет этого процесса низка, составляя, как правило, несколько процентов от скорости ассимиляции СО2 в условиях функционирования обеих фотосистем. Только некоторые цианобактерии могут расти за счет бескислородного фотосинтеза, например Os illatoria limneti a, вьще-ленная из озера с высоким содержанием сероводорода. Способность цианобактерий переключаться при изменении условий с одного типа фотосинтеза на другой служит иллюстрацией гибкости их светового метаболизма, имеющей важное экологическое значение. [c.314]

Рис 12.14. Фотосинтетический перенос электронов ( Z-схема ). По вертика ли окислительно-восстановительный потенциал). Р700 Хл а, донор электронов фотосистемы I (ФС I) Р680-Хл ац, донор электронов фотосистемы II (ФС II) X 320-акцептор электронов ФС II X-акцептор электронов ФС I, белок, содержащий железо и серу Fd-ферредоксин Цит-цитохром. Фотохимические реакционные центры заключены в красные рамки. (Объяснение в тексте.) [c.387]

Реакционный центр фотосистемы II содержит Хл яц (Р680), который служит первичным донором электронов во второй фотореакции, Получив энергию, поглощенную светособирающими пигментами фотосистемы II, этот хлорофилл переходит в возбужденное состояние. Возбуждение Хл йд ведет к эмиссии одного электрона, являющегося слабым восстановителем (Е о О В). Этот электрон принимает молекула особого пластохинона (Х320), который при этом восстанавливается до семихинона. Донором электронов для фотосистемы II служит вода, Дырка , образовавшаяся в Хл о в результате потери электрона, заполняется одним из электронов, освобождающихся при образовании [c.388]

Бактериальный фотосинтез отличается от фотосинтеза высших растений и водорослей отсутствием выделения кислорода донором электрона здесь служит не вода, а более сильные восстановители—H2S, Нг (из гидрогеназы), органические кислоты, тиосуль-фаты. У фотосинтезирующих бактерий отсутствуют эффект Эмерсона и хроматические переходы. На этих основаниях делается вывод о наличии только одной фотосистемы в хроматофорах бактерий — фотосистемы I. В бактериальном фотосинтезе принимают участие несколько цитохромов, которые отличаются по функциональной роли и по спектрам. Для пурпурных бактерий это цитохромы С552 и С555. Вероятно, цитохромы участвуют в нециклическом транспорте к НАД и циклическом транспорте, сопряженном с образованием АТФ. Природа первичного акцептора электронов А, изображенного на схеме, не установлена [c.29]

Например, пластохинон А не обнаружен в фотосинтезирующих бактериях, но найден в хлоропластах тех организмов, которые в процессе фотосинтеза выделяют кислород. Далее, этот переносчик необходим в тех системах, у которых восстановление НАДФ сопровождается выделением кислорода. Если в качестве восстановителя хлорофилла активных центров фотосистемы I работает не система И, а используются другие доноры электрона, то оказывается, что пластохинон А не участвует в транспорте электрона. Наконец, in situ пластохинон А восстанавливается коротковолновым излучением, активирующим фотосистему II, и окисляется длинноволновым излучением, отвечающим фотосистеме I. Такой анализ позволяет сделать четкий вывод о роли пластохинона А как переносчика между фотосистемами I и II. [c.30]

Интересно, что фотосистема 2 менее термоустойчива, чем фотосистема 1, что может приводить к замене электронтранспортной цепи, характерной для высших растений, на бактериальный тип электронного транспорта (Сан-Пьетро, 1967). Этот вывод можно сделать, если проанализировать влияние температуры на фотовосстановление НАДФ хлоропластами, когда в одном случае донором электронов является вода, а в другом — аскорбат и ДХФИФ.Нг. Интенсивность восстановления НАДФ в последнем варианте снижалась при гораздо более высоких температурах, чем в первом (фиг. 91). Незави- [c.200]

Ведено сравнение кинетических кривых изменения активности хлоропластов по отношению к 2,6-дихлорфенолиндОфенолу в процессе старениям в отсутствие и в присутствии донора электрона фотосистемы И —1,5-дифенилкарбазида (S.iegenthaler, 1972). Ре- [c.137]

Получившая положительный заряд молекула цитохрома акцептирует электрон от другого переносчика, который в свою очередь восстанавливается за счет электрона следушцего переносчика и т.д. Последним донором электрона в этой цепи предполагается восстановленный за счет электрона воды пластохинон (или д ). Таким образом создается Фотосинтетическая пепь транспорта электрона от аютосистемы II к Фотосистеме I. [c.168]

Пластохинон А. Первым (или одним из первых) акцептором электрона, освобождаемого фотосистемой Ц, предполагается яластохинон А (возможно участие промежуточного переносчика q ). В окисленном состоянии пластохинон является акцептором электрона от фотосистемы П, а в восстановленном состоянии донором электрона в ре- [c.199]

Первый донор электронов (источник элекгронов) Вода Фотосистема I (Руоо) [c.266]

Энергия света вызывает поток электронов от донора электронов к их акцептору по нециклическому или циклическому пути. В этом участвуют две фотосистемы, I и П. Они содержат хлорофиллы, высвобождающие электроны после поглощения энергии света. Вода служит донором электронов в нециклическом пути. Поток электронов приводит к образованию АТФ (фотосЗюсфорилирование) и восстановленного НАДФ [c.270]

Направленным мутагенезом гена psbA, кодирующего биосинтез белка D1 фотосистемы П цианобактерии Syne ho ystis, замещали остаток Тир 169 этого белка на Фен. Фототрофный рост бактерий при этом подавляется, а по характеристикам электрон-транспортных реакций (сигналы ЭНР, спектры поглощения) можно заключить, что остаток Тир 161 служит непосредственным донором электронов для [c.338]

Остановимся теперь на водородном фотореакторе. Если бы нам удалось обойтись без реакции расщепления воды и просто использовать восстановленные соединения, например аскорбиновую кислоту, сульфид натрия, ЭДТА или дитионит в качестве доноров электронов, то можно было бы без труда получить стабильную систему, интенсивно образующую водород. В роли фотокатализатора в ней мог бы выступить какой-нибудь пигмент (например, флавин или даже стабильная фотосистема I мембран хлоропластов), а в роли переносчиков протонов иэлек-тронов — красители, гидрогеназа или платина. Можно использовать для этого стабильные ферменты и иммобилизованные системы. Уже созданы небольшие фотореакторы, в которых при надлежащих условиях образование водорода идет с высокой скоростью, до нескольких литров Нг в минуту. [c.82]

Рис. 7-48. Фотосистема состоит из реакционного центра и антенны. Реакционный центр представляет собой трансмембрапный белковый комплекс удерживающий специальную пару молекул хлорофилла в определенном положении относрггельно других переносчиков электронов (см. рис. 7-49) Реакционный центр катализирует третий процесс, представленный на рис. 7-47. Если рассматривать этот центр как фермент, го его субстратами будут слабый донор электронов (молекула А) и слабый акцептор электронов (молекула Б), а продуктами реакции -сильный акцептор электронов (окисленная молекула К) и сильный донор электронов (восстановленная молекула Б). Антенный комплекс содержит большую часть хлорофилла тилакоидной мембраны и служит как бы воронкой, направляющей энергию возбужденного электрона к реакционному центру. Многие из этих актов переноса энергии происходят между идентичными молекулами хлорофилла, передающими возбуждение случайным образом (процесс 2 на рис. 7-47). Однако средний промежуток времени между поглощением возбуждающего кванта и передачей возбуждения в реакционный центр составляет

Основной принцип описанного процесса заключается в том, что фотосистема дает возможность использовать энергию света для переноса электрона от слабого донора электронов, т. е. молекулы, имеющей большое сродство к электронам (в данном случае от црггохрома), на такую молекулу, как хинон. который в восстановленной форме служит сильным донором электронов. Таким образом, энергия возбуждения, которая в обычных условиях рассеялась бы в виде тепла и/или флуоресценции, используется для повышения энергии электрона и образования сильного донора электронов. Как мы увидим, в хлоропластах высших растений начальным донором электронов служит не црггохром, а вода, чем и объясняется вьщеление кислорода при фотосинтезе у растений. Прежде чем перейти к рассмотрению процессов, происходящих в более сложной фотосистеме хлоропластов и доставляющих в конечном результате энергию для синтеза АТР и NADPH, посмотрим, как эти конечные продукты образуются у пурпурных бактерий с помощью менее сложного, но похожего механизма. [c.470]

Ддро реакционного центра в фотосистеме ТТ гомологично только что онисаппому бактериальному реакционному центру и точно так же генерирует сильные доноры электронов в форме восстановленных молекул хинона в мембране. Эти молекулы передают электроны на комплекс Ъв -f, сходный с бактериальным комплексом Ъ-с и комплексом Ь - i в дыхательной цепи митохондрий. Как и в митохондриях, комплекс Ъв - f перекачивает протоны через тилакоидную мембрану в тилакоидное пространство (в хлоропластах) или из цитозоля через впячивапия плазматической мембраны (у цианобактерий), и создающийся при этом электрохимический градиент доставляет энергию для синтеза АТР АТР-синтетазой (рис. 7-52 и 7-53). Конечным акцептором в этой цепи переноса электронов служит вторая фотосистема (фотосистема Т), принимающая электроны в дырки , образовавшиеся под действием света в хлорофилле ее реакционного центра. В то время как электроны, активированные фотосистемой ТТ, имеют слишком низкую энергию. [c.472]

На следующем этапе, который, как полагают, начался примерно 3 млрд. лет назад с появления цианобактерий, возникли организмы, С1ЮСобные использовать воду как источник водорода для восстановления СО2. Это привело к развитию второй фотосистемы, включенной последовательно с первой, что позволило преодолеть больщой разрыв в редокс-потенциалах Н2О и NADPH. Структурные гомологии между современными фотосистемами дают основание предполагать, что здесь объединились две фотосистемы, одна из которых ведет свое происхождение от зеленых бактерий (фотосистема I), а другая - от пурпурных бактерий (фотосистема II). Этот эволюционный шаг имел далеко идущие биологические последствия. Впервые появились организмы, обладавшие минимальными потребностями в химических веществах окружающей среды, и эти организмы могли распространяться и эволюционировать по путям, недоступным для более примитивных фотосинтезирующих бактерий, которые нуждались в H2S и органических кислотах как донорах электронов. В результате накопилось большое количество восстановленного органического материала, синтезированного живыми клетками. Кроме того, впервые в атмосферу стал поступать молекулярный кислород [c.481]

Размножение бактерий, использовавших в качестве источника углерода и восстановителей предобразованные органические молекулы, не могло продолжаться долго, так как этот источник пополнялся в результате геохимических процессов очень медленно. Истощение запасов сбраживаемых органических веществ, вероятно, привело к возникновению бактерий, способных создавать углеводы из СО2. Используя уже имевшиеся у них части электронтранспортной цепи, фотосинтезирующие бактерии улавливали с помощью своей единственной фотосистемы лучистую энергию и направляли ее на синтез VADPH, необходимый для фиксации углерода. Последующее появление более сложной фотосинтезирующей цепи переноса электронов у цианобактерий дало возможность использовать в качестве донора электронов при образовании NADPHeody, [c.484]

В ходе циклического фосфорилирования. Цикл включает фотохимически активную длинноволновую форму хлорофилла, ферредоксин, цитохром и цитохром Донор электрона для хлорофилла — цитохром [, акцептор — ферредоксин. Фотосистема I является автономной и изолированной от фотосистемы И. Гипотеза Арнона базируется в основном на двух полученных им экспериментальных фактах 1) отсутствии красного падения (эффекта Эмерсона) при образовании НАДФНг и 2) росте квантового расхода образования НАДФНг в области поглощения первой фотосистемы (Я>690 нм). [c.88]

Смотреть страницы где упоминается термин Фотосистема донор электронов: [c.177] [c.26] [c.288] [c.697] [c.82] [c.387] [c.389] [c.519] [c.168] [c.200] [c.572] [c.180] [c.186] [c.188] [c.475] [c.75] [c.87] [c.87] [c.159] [c.38] [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология