Фотохимические реакционные центры

В это.м уравнении НгА может обозначать Нг5 (как в пурпурных серных бактериях), элементарный водород Нг, изопропанол и т. д. Рассмотрев множество реакций такого рода, Ван-Ниль пришел к логическому заключению, что у сине-зеленых водорослей, выделяющих О2, и у эукариотических растений в роли окисляемого субстрата, представленного в уравнении (13-25), выступает вода. Ее расщепление приводит к образованию О2 и поставляет атомы водорода, необходимые для процесса восстановления. Интересно, что такое фотохимическое расщепление является единственной известной реакцией биологического окисления Н2О. Ни один из окислителей, имеющихся в живых организмах, не является достаточно мощным, чтобы отщепить атомы водорода от молекулы воды этой способностью наделены лишь фотохимические реакционные центры фотосинтезирующих организмов. [c.37]

Фотохимические реакционные центры [c.339]

Фотохимические реакционные центры и электронтранспортные системы [c.192]

Фотохимический реакционный центр [c.196]

Как устроен фотохимический реакционный центр [c.206]

В тилакоидных мембранах хлоропластов высших растений содержатся фотосистемы двух типов, каждая со своим набором светособирающих молекул хлорофиллов и каротиноидов и со своим фотохимическим реакционным центром. Фотосистема I, которая максимально активируется более длинноволновой частью спектра, характеризуется высоким отношением хлорофилла а к хлоро- [c.692]

Фотореакция у пурпурных бактерий. Как уже говорилось, у пурпурных бактерий пигменты и компоненты электрон-транспортной системы тоже находятся в мембранах. Пигментный комплекс фотохимического реакционного центра удается отделить от пигментов антенны. [c.390]

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]

Функция фотосинтетических пигментов заключается в аккумуляции энергии света и высокоэффективной передаче этой энергии в фотохимический реакционный центр. Фотосинтетические пигменты, очевидно, не могли бы осуществлять эту функцию, если бы они свободно плавали в цитоплазме. [c.320]

Антенный комплекс необходим для улавливания света. В хлоропластах он представляет собой скопление нескольких сотен молекул хлорофилла, связанных между собой белками, которые прочно удерживают эти молекулы в тилакоидной мембране. В зависимости от вида растения в каждом комплексе находятся также дополнительные пигменты - каротиноиды, которые способны улавливать свет с другими длинами волн. При возбуждении молекулы хлорофилла в антенном комплексе энергия быстро передается от одной молекулы к другой путем резонансного переноса до тех пор, пока не достигнет двух особых молекул хлорофилла в фотохимическом реакционном центре. Таким образом, каждый антенный комплекс действует как воронка , со- [c.468]

Рис. 7-49. Расположение переносчиков электронов в фотохимическом реакционном центре бактерий, установленное путем рентгеноструктурного анализа. Изображенные молекулы пигмента удерживаются внутри трансмембранного белка и окружены липидным бислоем. От хлорофилла антенного комплекса возбуждение передается электрону специальной пары молекул хлорофилла с помощью резонансного механизма (процесс 2 на рис. 7-47), а затем происходит перенос возбужденного электрона от специальной пары молекул хлорофилла на хинон (через ряд промежуточных

В процессе миграции энергии происходит ее фокусирование , и в конечном итоге она поступает в фотохимические реакционные центры. Молекулы антенны, поставляющие энергию в реакционный центр, вместе с последним формируют фотосинтетическую единицу. У зеленых серобактерий, например, на один реакционный центр приходится 1000— 2000 молекул бактериохлорофилла с, d или е и около 100 молекул бактериохлорофилла а. [c.238]

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 зеленых бактерий в фотохимических реакционных центрах под действием поглощенного кванта света подъем электронов осуществляется до уровня порядка —450 мВ, что делает возможным прямое восстановление НАД+ или ферредоксина путем переноса электронов с первичного акцептора на эти соединения. В этой группе фотосинтезирующих прокариот восстановитель образуется в фотохимической реакции. Таким образом, у зеленых бактерий в результате фотохимической реакции одного типа индуцируется как циклический транспорт электронов, приводящий к образованию АТФ, так и нециклический, при котором возникает восстановитель (рис. 80, Б). [c.241]

Явление замедленной флуоресценции наблюдается у всех видов фотосинтезирующих организмов. Наличие флуоресценции тесно связано с функциональной целостностью фотосинтетического аппарата. Этиолированные листья, мутанты растений водорослей с неактивными фотохимическими реакционными центрами не испускают замедленной флуоресценции. [c.206]

К. антенный комплекс фотохимический реакционный центр Л. нециклическое фотофосфорилирование М. Z-схема [c.347]

Как видно из рис. 8.9, максимум длинноволнового спектра поглощения хлорофилла в хлоропластах сдвинут в красную область по сравнению с максимумом хлорофилла в растворе. Этот эффект частично может быть объяснен комплексообразо-ванием молекул хлорофилла с белками. При более детальном изучении спектров поглощения хлоропластов удается различить по крайней мере две спектральные формы хлорофилла, которые, возможно, обусловлены комплексообразованием хлорофилла а с различными белками или мономерами и димерами хлорофилла. Эти две спектральные формы хлорофилла приписывают пигментным системам I и II, или фотосистемам I и II (ФС I и ФСП), фотохимические реакционные центры которых имеют характерные полосы поглощения с максимумами при700 и 680 нм соответственно (обозначаются как Р оо и Резо). Возможно, более коротковолновый спектр поглощения ФС II по сравнению со спектром ФС I связан с наличием вспомогательных пигментов (например, хлорофилла Ь у зеленых растений). Однако флуоресцентные исследования показывают, что энергия [c.233]

Система тилакоидных мембран хлоропласта превраш,а-ет энергию света в форму, которая может быть использована для осушествления химических реакций. Целиком процесс фотосинтеза был схематически представлен на рис. 10.1. В приводимом ниже обсуждении фотосинтеза рассматриваются три стадии. Первая стадия представляет собой световую реакцию — первичный процесс, с помош,ью которого энергия света поглощается светособирающими пигментами и переносится на фотохимические реакционные центры. На второй стадии поглощенная энергия света используется для осуществления транспорта электронов от воды до NADP+. В ходе электронного транспорта устанавливается градиент заряда, или концентрации протонов, через функциональные везикулы мембраны. Третья стадия представляет собой путь, по которому NADPH, образованный электронтранспортной системой, и АТР, генерируемый за счет различий электрохимического потенциала протонного градиента, используются для фиксации СО2 и синтеза углеводов. Хотя в целях упрощения процесс фотосинтеза разбит на три стадии, необходимо помнить, что поглощение света, транспорт электронов и генерация электрохимического градиента в действительности очень тесно сопряжены. [c.333]

Известны две группы эубактерий, у которых фотосистема И уже сформировалась, и процесс фотосинтеза функционирует на качественно ином уровне. Это цианобактерии и прохлорофиты. Формирование фотосистемы И у них связано с появлением новых фоторецепторов и образованием новых типов фотохимических реакционных центров. Возник новый вид хлорофилла — хлорофилл а, функционирующий как светособирающий пигмент и в модифицированных формах входящий в состав реакционных центров фотосистемы П — Пб8о, фотосистемы I — П700. Возникли и новые пигменты антенны фикобилипротеины и хлорофилл Ь. [c.287]

Здесь следует непременно отметить одно очень важное обстоятельство. Всю последовательность реакций, изображенных на рис. 23-12, мы объединяем под общим названием световые реакции фотосинтеза. Такое определение удобно, поскольку оно вполне четко разграничивает энергогенерирующую фазу фотосинтеза и темновые реакции, обеспечивающие восстановление СОз до глюкозы. Однако название световые реакции не вполне точно. В действительности только для двух этапов этих световых реакций нужен свет, а именно для тех этапов, которые переводят в возбужденное состояние два фотохимических реакционных центра (рис. 23-12). После того как электроны, поглотив световую энергию, перейдут на более высокий энергетический уровень, все остальные этапы фотосинтетического переноса электронов могут уже идти и в темноте. [c.697]

Тилакоидные мембраны и светособирающие пигменты (пигменты антенн). Тилакоидная мембрана содержит в себе пигментные молекулы (хлорофи Гл а, хлорофилл Ь и каротиноиды), переносчики электронов и фермейты. Подавляющее большинство молекул хлорофилла ( 99,5%), а также дополнительные пигменты (каротиноиды, фикобилипротеины) ответственны за поглощение света и распределение энергии они образуют систему антенны. Лишь незначительная часть хлорофилла а выполняет роль фотохимического реакционного центра, в котором цротекает собственно фотохимическая окислительно-восстановительная реакция. Пигменты антенн (светособирающие пигменты) улавливают свет и передают энергию хлорофиллу реакционного центра (Каротиноид Каротиноид Хлорофилл - - Каротиноид - Хлорофилл + Каротиноид). Каротиноиды выполняют также защитную функцию при очень ярком солнечном освещении они отдают избыточную энергию в окружающую среду и тем самым защищают молекулы хлорофилла от фотоокисления. Система светособирающих пигментов и реакционный центр объединены в так называемую фотосинтетиче-скую единицу. [c.385]

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]

Основным принципиальным отличием нециклической электронтранспортной цепи у этих растений считается последовательное участие в переносе электронов двух фотохимических центров или, как принято называть в последнее время, двух фотосистем. Каждая фотосистема включает в себя не только фотохимический реакционный центр, но и совокупность определенных обслуживающих его оксидоредуктаз. Фотосистема 1 имеет тот же реакционный центр Р700, что и система циклического электронного транспорта, а фотосистема 2 включает хлорофилл а, имеющий красный максимум поглощения в более коротковолновой области [c.165]

Фотосистемами называют состоящие из множества белков комплексы, которые катализируют преобразование энергии света через энергию возбужденных молекул хлорофилла в биологически полезные формы. Фотосистема содержит два гесно связанных компонента фотохимический реакционный центр и антенный комплекс (рис. 7-48). [c.468]

Рис. 7-50. Перенос электронов, происходящий в фотохимическом реакционном центре пурпурных бактерий. Полагают, что сходная цепь реакций осуществляется и в эволюционно близкой фотосистеме И у растений. Вверху справа схематично представлены молекулы, переносящие электроны, те, что изображены на рис. 7-49, и, кроме того, обмениваемый хинон (Ов) и подвижный хинон О, растворенный в липидном бислое. Переносчики электронов 7-5 определенным образом связаны с трансмембранным белком, который состоит из 596 аминокислотных остатков, образующих две отдельные субъединицы (см. рис. 6-32). После возбуждения световым фотоном богатый энергией электрон переходит с одной молекулы пигмента на другую, и это ведет к разделению зарядов, что показано на рисунке внизу (стадии В-Д молекулы пигмента, несущие высокоэнергетические электроны, вьщелены цветом.) Перейдя в липвдный бислой, хинон с двумя электронами захватывает два протона и утрачивает свой заряд (см. рис.

Фотосинтетический аппарат состоит из трех основных компонентов 1) светсобирающих пигментов, поглощающих энергию света и передающих ее в реакционные центры 2) фотохимических реакционных центров, где происходит трансформация электромагнитной формы энергии в химическую 3) фотосинтетических электронтранспортных систем, обеспечивающих перенос электронов, сопряженный с запасанием энергии в молекулах АТФ. В фотохимической реакции участвуют хлорофиллы или бактериохлорофиллы а в модифицированной форме. Эти же виды хлорофиллов, наряду с другими (бактериохлорофиллы с, d, е, хлорофилл ), а также пигментами иных типов (фикобилипротеиды, каротиноиды) выполняют функцию антенны. У некоторых пурпурных бактерий, содержащих только бактериохлорофилл Ь, он выполняет обе функции (табл. 23). [c.233]

Фотохимические реакционные центры и электронтранспортные системы там же. ЦПМ ЦПМ и гилакоид-ные мембраны там же [c.234]

В настоящее время известны две группы прокариот, у которых фотосистема И уже сформировалась и процесс фотосинтеза функционирует на качественно ином уровне. Это цианобактерии и прохлорофиты. Формирование II фотосистемы у этих групп прокариот связано с появлением новых фоторецепторов и образованием новых типов фотохимических реакционных центров. У цианобактерий и прохлорофит это привело к появлению нового вида хлорофилла — хлорофилла а, функционирующего как светсобирающий пигмент и в модифицированных формах входящего в состав реакционных центров II фотосистемы — Пб8о, I фотосистемы — П/оо- У прокариот с двумя фотосистемами возникли и новые пигменты антенны фикобилипротеиды и хлорофилл Ь. [c.245]

И. Пурпурные бактерии используют свой фотохимический реакционный центр для генерации электрохимического протонного градиента на плазматической мембране, который в свою очередь служит движущей силой образования АТР и обратного транспорта электронов, необходимого для образования NADH. [c.86]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология