Реакционные центры и первичные акцепторы электрона

При поглощении кванта света реакционным центром первичный донор электронов (Д), которым всегда является длинноволновая форма молекулы хлорофилла или бактериохлорофилла, возбуждается, переходит в новое состояние (Д ), в котором становится активным восстановителем, и переносит электрон на первичный акцептор электронов (А). Чтобы предотвратить возвращение электрона на Д" , вторичный акцептор (В) принимает электрон от первичного акцептора и стабилизирует таким способом разделение зарядов. Для дальнейшей стабилизации этого разделения вторичный донор электронов (Е), в качестве которого почти всегда выступают цитохромы типа с, отдает электрон на молекулу первичного донора (Д ). Все перечисленные этапы можно суммировать следующим образом [c.279]

Фотореакции. Фотореакции относятся к первичным процессам любого фотосинтеза. Местом, где протекают эти фотохимические окислительно-восстановительные реакции, являются реакционные центры. Реакционный центр состоит из ряда компонентов, наиболее важные из которых первичный донор электронов (особый комплекс из хлорофилла и белка) и первичный акцептор электронов. Эти два компонента представляют собой окислительно-восстановительные системы. Система донора (Р/Р" ) обладает положительным, а система акцептора (Х/Х )-отрицательным потенциалом. Под воздействием энергии света происходит перенос одного электрона [c.385]

С ПОМОЩЬЮ лазерной импульсной спектроскопии удалось оценить время окисления бактериохлорофилла и восстановления первичного акцептора электронов, которое составляет величину порядка 10- с (T1/2). Восстановление окисленного реакционного центра происходит при помощи электронов цитохромов за несколько микросекунд. [c.90]

Путь электрона от молекулы хлорофилла на первичный акцептор происходит против градиента окислительно-восстановительного потенциала. В реакционных центрах пурпурных бактерий за счет поглощенной энергии света электрон поднимается приблизительно от +500 до —200 мВ, зеленых бактерий — от +250 до —450 мВ. В обоих случаях подъем составляет около 700 мВ. У фотосинтезирующих прокариот, имеющих два типа фотохимических реакционных центров, движение электрона в реакционном центре II фотосистемы происходит от +УОи до порядка —200 мВ, а в I фотосистеме — от -+-500 до —500 мВ. Диапазон перемещения электрона в этом случае превышает или равен 1000 мВ. Эти значения отражают величину энергии, запасенной в процессе фотохимического акта в реакционном центре. Итог фотохимической реакции — перенос электрона за счет энергии поглощенного кванта света против градиента окислительно-восстановительного потенциала и акцептирование его соединением, выполняющим функцию первичного акцептора электронов. Это соединение в восстановленной форме является первым химическим продуктом, в котором аккумулируется энергия поглощенного кванта света. [c.239]

У фотосинтезирующих прокариот первичными акцепторами электронов служат соединения разной химической природы. Способность выполнять эту функцию определяется окислительно-восстановительным потенциалом акцептора, который должен быть приблизительно того же уровня, на который поднят электрон в результате фотохимической реакции. У пурпурных бактерий первичным акцептором электронов предположительно служит прочно связанный с мембраной хинон, образующий комплекс с железом у зеленых бактерий эту функцию выполняют РеЗ-содержащие белки. В реакционных центрах II фотосистемы цианобактерий электрон акцептируется особой формой пласто-хинона, а в реакционных центрах I фотосистемы эту функцию, как и у зеленых бактерий, выполняют молекулы негемового РеЗ-белка. [c.239]

Бхл р. ц — бактериохлорофилл реакционного центра Бфф — бактерио-феофитин Ре—Q — первичный акцептор электронов Q — переносчик хиноновой природы с — цитохром с [c.240]

В последние годы спектроскопия в видимой области спектра широко используется для изучения процессов генерации разности потенциалов внутри фотосинтетической мембраны. Так, было установлено, что в электрическом поле происходит характерное изменение поглощения некоторых пигментов (по-видимому, каротиноидов), величина которого пропорциональна напряженности электрического поля. Этот феномен получил название электрохромного эффекта. Благодаря ему оценивают градиент потенциала, возникающего внутри фотосинтетической мембраны при светоиндуцированном разделении зарядов между реакционными центрами и первичными акцепторами электронов.. [c.116]

Реакционные центры и первичные акцепторы электрона [c.63]

Энергия поглощенного антенной света переносится в реакционный центр, и хлорофилл подвергается электронному возбуждению. Этот процесс занимает менее 30 пс. В течение последующих 20 НС хлорофилл й1 окисляется, вероятно, с образо-панием катион-радикала (Хл-Хл) + -, в котором неспаренный электрон делокализован по всей системе обоих порфириновых колец. Электрон, отданный хлорофиллом в ходе такого окисления, эффективно переносится на первичный акцептор X (Р-430). Хлорофилл й1 возвращается в свое нормальное состояние в результате получения электрона от первичного донора V. Таким образом, реакционный центр ФС I осуществляет эту часть фотосинтетического транспорта электронов путем эффективной передачи электронов от на X, т. е. с помощью процесса, который не может происходить самопроизвольно (рис. 10.10,Л). [c.340]

В то время как основная масса фотосинтетических пигментов способна только поглощать энергию света и передавать ее соседним молекулам, небольшая часть молекул хлорофилла участвует в осуществлении фотохимической реакции, т.е. преобразовании электромагнитной энергии в химическую. Процесс этот происходит в реакционных центрах, состоящих из первичного донора электронов, первичного акцептора и одного или более вторичных акцепторов электронов. Кроме того, в составе реакционных центров обнаружены молекулы каротиноидов и полипептидов. Основные компоненты реакционных центров разных групп фотосинтезирующих эубактерий представлены в табл. 23. [c.279]

Эти реакции происходят в реакционном центре и являются первичными химическими реакциями фотосинтеза. Таким образом, индуцированные светом перемещения электрона в реакционном центре в конечном итоге приводят к переносу его на вторичный акцептор с отрицательным потенциалом. [c.279]

Заключение. В процессе фотосинтеза происходит превращение энергии света в биохимическую энергию. Первичное действие света состоит в том, что в фотохимических реакционных центрах электроны донора переносятся на акцептор в термодинамически невыгодном направлении. По крайней мере часть электронов возвращается по электрон-транспортной цепи к реакционным центрам. Благодаря особому расположению компонентов электрон-транспортной системы в мембране это сопровождается направленным переносом протонов и созданием протонного потенциала. Таким образом, аппарат фотосинтеза-это прежде всего протонный насос, приводимый в действие светом. Протонный потенциал обеспечивает возможность преобразования энергии путем фос- [c.392]

Полупроводниковый механизм рассматривает окислительно-восстановительные процессы в пигментных слоях хлорофилла с позиций электроники твердого тела [27]. Он предполагает миграцию зарядов по зоне проводимости или валентной зоне (в последней возникают светоиндуцированные вакансии) к центрам захвата — химическим акцепторам или донорам электронов. При экситонной миграции энергии в пигментной матрице нейтральный экситон может мигрировать к реакционному центру, где и происходит его диссоциация на два противоположно заряженных носителя. Разделение зарядов может иметь место не только в реакционном центре, но и на дефектах структуры пигментной матрицы [28]. В этом случае носители заряда раздельно мигрируют в матрице электронная вакансия (р) захватывается в активном центре, приводя к образованию катион-радикала хлорофилла (бактериохлорофилла), а электрон (е) — первичным акцептором, который может быть локализован вдали от активного центра. Центры захвата носителей заряда в пигментной матрице, обладающие низкой потенциальной энергией, разделены в пространстве в результате миграции зарядов по зоне проводимости или валентной зоне. В них инициируются первичные химические реакции фотосинтеза. [c.22]

Фотосинтетические реакционные центры. Основной принцип работы РЦ состоит в том, что возбуждение фотоактивного пигмента приводит к отрыву от него электрона и восстановлению первичного акцептора, который затем передает электрон следующему акцептору и далее в ЭТЦ. Общая схема работы РЦ имеет вид [c.297]

Реакционный центр П. Пигмент реакционного центра П представляет собой также комплекс хлорофилла с белком, содержащий димер хлорофилла а, известный как хлорофилл ац, или Р-680. Хотя иной характер поглощения света этим пигментом указывает на то, что молекулы хлорофилла а находятся здесь в другом молекулярном окружении или по-иному ориентированы, чем в случае пигмента Р-700, процессы поглощения света и окисления, происходящие в реакционном центре П, сходны с аналогичными процессами в реакционном центре I. Здесь также энергия электронного возбуждения передается с хлорофилла антенны на хлорофилл ац, который подвергается возбуждению с последующим окислением до катион-па хикала и делокализацией неспаренного электрона. В этом случае электрон передается на первичный акцептор электрона фотосистемы И р (Х-320). Затем катион-радикал хлорофилла йц восстанавливается, получая электрон от донора Z. Таким образом, фотосистема П эффективно переносит электроны от 2 на Р (рис. 10.10). [c.341]

Можно считать, что электронный транспорт начинается с поглощения квантов света фотосистемой 2, в результате чего образуются восстановленная форма первичного акцептора электронов Q и окисленный пигмент реакционного центра Pgjo, который обладает высоким окислительным потенциалом, достаточным для окисления ионов гидроксила (по-видимому, с помощью посредника X). От Q, химическая природа которого не расшифрована, электроны переходят на пластохинон, а от него — на цитохром 63(8559). Перечисленные участники электронного транспорта относятся к фотосистеме 2. [c.166]

Реакционный центр фотосистемы 2 представляет собой коротковолновую форму хлорофилла а с высокой окислительной способностью (Е = + 1,0 в). Первичный акцептор электронов фотосистемы 2 (вещество Р) не обладает высоким восстановительным потенциалом (Е = 0,0 б). Количество молекул О — одна на 400 молекул хлорофилла а. От Р электроны поступают на небелковый компонент электронтранспортной цепи хлоропластов — пластохинон. Количество пластохинона, которое может быть восстановлено с помощью света, поглощенного фотосистемой 2, зависит от освещенности (и длительности вспышек при периодической смене света темнотой с большой величиной частоты). В расчете на одну электронтранспортную цепь (например, на одну молекулу Р700) может восстанавливаться максимально 6 молекул пластохинона (за счет присоединения 12 электронов от Р ). В связи с тем, что число молекул пластохинона значительно превышает число молекул соседних участников электронтранспортной цепи, можно считать пластохинон резервной емкостью электронов (пулом электронов) фотосистемы 2. [c.167]

Поглощение кванта света реакционным центром ФС I переводит Р700 в нижнее синглетное возбужденное состояние. Структурная и функциональная организация реакционного центра такова, что вероятность переноса электрона с возбужденного уровня на так называемый первичный фотохимический акцептор намного превышает вероятность излучательной или безизлучательной диссипации энергии этого возбужденного состояния. Локализовавшись на первичном акцепторе, электрон затем проходит по цепи переносчиков (вторичных акцепторов), окислительновосстановительные потенциалы которых образуют нисходящую лестницу (соответствующую увеличению Е, т.е. снижению восстановительной способности). [c.320]

II в хлоропластах шпината 18761. Сходный спектр (в более узком спектральном диапазоне) был получен ранее в работе 18361. Изменения поглощения связаны с восстановлением первичного акцептора электрона фотосистемы 1L Рассматриваемый разностный спектр сходен с разностным спектром между анион-радикалом пластосемихинона и пластохиновом, полученньш методом импульсного радиолиза в метаноле (показан ва рис. 6.4.4). Отсюда следует вывод что пластохинон является первичным акцептором электрона в фотосистеме II. Сдвиг на 15 нм между двумя показанными на рис. 6.4.4 спектрами, вероятно, связан с плотной упаковкой хинона в реакционном центре. [c.263]

Электрон от первичного акцептора II фотосистемы проходит через цепь переносчиков и поступает в реакционный центр I фотосистемы, на фотоокисленную форму хлорофилла а — пигмент П700 ( о -f500 мВ), заполняя электронную вакансию аналогично тому, как это происходит при фотосинтезе зеленых бактерий. Перенос электронов от первичного акцептора электронов II фотосистемы до реак- [c.245]

В состав ФС I в качестве реакционного центра входит димер пигмента П700 (хлорофилл а с максимумом поглощения 700 нм), а также хлорофиллы 0575-695. играющие роль антенного компонента фотосистемы I (табл. 3.1, см. рис. 3.10). Первичным акцептором электронов в этой системе является мономерная форма хлорофилла вторичными акцепто- [c.80]

Белковый комплекс ФС II включает в себя реакционный центр, содержащий хлорофилл а Педо, а также антенные пигменты — хлорофиллы а то-бвз- Первичным акцептором электронов в этой фотосистеме выступает феофетин а (Фф), передающий электроны на первичный пластохинон, ассоциированный с Ре8 (б ) и дальше на вторичный пластохинон (Qв). В состав ФС II входят также белковый комплекс 5-системы, окисляющий воду, и переносчик электронов 2, связанный с системой X и служащий донором е для Пб80-Этот комплекс функционирует с участием марганца, хлора и кальция. В ФС II локализован цитохром >559. ФС II восстанавливает пластохинон (PQ) и окисляет воду с выделением [c.80]

Как видно из схемы строения тилакоидной мембраны, приведенной на рис. 16, ее основу составляет бислой фосфолипидов. В нем расположены пигменты (хлорофиллы, каротины и ксантофиллы), собранные в так называемые антенные комплексы (АК). Кроме них в мембрану встроены реакционные центры фотосистем (П 680 и П 700) и их первичные акцепторы, один из которых не идентифицирован (на схеме он обозначен как X), а второй, очевидно, является железосульфопротеином (РеЗ). Рядом с реакционным центром фотосистемы II и ее первичным акцептором локализован ферментный комплекс, содержащий ионы марганца и обеспечивающий образование молекулярного кислорода. Ввиду того что расположение этих компонентов пока окончательно не установлено, на схеме ферментный комплекс не отделен от реакционного центра и его первичного акцептора электронов. [c.60]

Приведенные в этой книге схемы, разумеется, нельзя рассматривать ни как полные, ни как безупречно точные. Изучение кинетических характеристик реакций индивидуальных компонентов и выяснение роли пока еще не обнаруженных компонентов могут существенно изменить наши представления. До сих пор мало изучены реакции выделения кислорода в фотосистеме И, первичные акцепторы электронов, состав реакционных центров. Активно исследуются важные вопросы, касающиеся ориентации отдельных компонентов мембраны. Значительный интерес представляет роль большого пула плаото-хинонов между фотосистемой П и фотосистемой I. [c.118]

Хлорофиллы антенн Каротиноиды Реакционный центр Р680 Первичный донор электронов (7) Первичный акцептор электронов (О) [c.188]

О реакционном центре (Р680) и первичном акцепторе электрона фотосистемы II (рис. 19.13) известно сравнительно немного. Окислительно-восстановительный потенциал этого реакционного центра-около + 0,8 В. [c.190]

Трехмерная структура реакционного центра в полном соответствии со спектроскопическими данными дает представление о пути переноса электрона. После поглощения света электрон переносится с возбужденного первичного донора электронов (специальной пары) через бактериохлорофилл б на промежуточный акцептор — бактериофеофитин б и далее на первичный хиионовый акцептор. Хинон восстанавливает вторичный акцептор — слабо связанный хинон. Полностью восстановленный и протонированный вторичный акцептор освобождается из реакционного центра, а на его место поступает хинон из мембранного окружения. Окисленная специальная пара восстанавливается цитохромом. Перенос электронов через фотосин-тетическую мембрану сопровождается транспортом протонов, который сопряжен с синтеюм АТР. [c.636]

Более новые исследования привели к выводу, что в реакционный центр бактериального фотосинтеза входят два димера бактериохлорофилла а и димер бактериофеофитина [37, 38]. Предлагается следующая модель реакционного центра и первичных фотопроцессов переноса электрона на первичный акцептор X через промежуточный переносчик У, которым может быть либо димер бактериофеофитина, либо димер бактериохлорофилла [c.25]

В фотосинтезе высших растений и водорослей А это неиденти-фицировакный первый акцептор элегстрона, который передает его через ряд переносчиков в конечном счете СО2. Окисленный цитохром восстанавливается электроном, который освоОождается из воды и передается цитохрому через ряд переносчиков. Такш ооразом, в реакционном центре фотосинтетической единицы образуются первичные окисленные и восстановленные соединенш , дающие начало всей фотосинтетической цепи переноса электрона от воды к СО2. [c.133]

Смотреть страницы где упоминается термин Реакционные центры и первичные акцепторы электрона: [c.391] [c.28] [c.285] [c.260] [c.261] [c.90] [c.35] [c.237] [c.238] [c.61] [c.56] [c.64] [c.64] [c.65] [c.50] [c.55] [c.319] [c.387] [c.26] [c.132] [c.421]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология