Хлорофилл реакционный центр

Общая схема фотосинтеза цианобактерий представляет собой определенную серию реакций, включающую две последовательно действующие фотореакции (рис. 75, В). Свет, поглощаемый фоторецепторами фотосистемы II — фикобилипротеинами, хлорофиллом а, каротиноидами, — передается на хлорофилл реакционного центра. Поглощение кванта света этим пигментом приводит к отрыву от него электрона и акцептированию молекулой особой формы пластохинона. Окисленная молекула Пб о восстанавливается за счет электронов воды, подвергающейся фотоокислению в реакционных центрах фотосистемы II [c.288]

Что происходит после того, как вторичный акцептор захватывает электрон В фотосинтетической мембране в непосредственной близости от реакционного центра локализованы определенным образом ориентированные переносчики электронов, и по этим переносчикам электрон может возвращаться на свое место в молекуле хлорофилла. Последним переносчиком, с которого электроны поступают на хлорофилл реакционного центра, у фотосинтезирующих организмов в больщинстве случаев служат цитохромы типа с. Возвращение электрона — темновой процесс. Электрон [c.280]

Первой стадией после поглощения видимого света фотосинтезирующей клеткой, которая содержит несколько форм хлорофилла, различающихся боковыми группами, каротиноиды и другие пигменты, является перенос энергии на два реакционных центра. Заслуга в обнаружении и доказательстве таких, содержащих хлорофилл, реакционных центров принадлежит Эмерсону, Коку, Витту и другим авторам [720—726]. Первый центр — система I — поглощает в далекой красной области спектра (Я, < 730 нм), а второй— система И — при более коротких длинах волн (Ж 700 нм). Перенос энергии возбуждения на эти центры был выведен на основе измерений квантового выхода [711] или поляризованных спектров флуоресценции [546, 712—714] и обсуждается в работах [6, 715-719]. [c.463]

Понятие о фотосинтетической единице было введено для учета числа молекул хлорофилла в фотосинтезирующем организме, необходимого для преобразования одного кванта энергии света в химическую энергию. Для восстановления одной молекулы СОг необходимо 8—10 квантов света с другой стороны, з этом процессе участвует 2000—2500 молекул хлорофилла. Отсюда фотосинтетическая единица составляет 200—300 молекул хлорофилла на квант при квантовом выходе первичного фотоокисления хлорофилла, равном 1, с учетом 80% эффективности переноса энергии при све-тосборе хлорофиллом, оказывается, что на одну молекулу хлорофилла в реакционном центре приходится 250—400 молекул хлорофилла, поглощающих и эстафетно передающих кванты света в реакционные центры. Хлорофилл реакционного центра принимает только один из переданных квантов и переходит в электронно-возбужденное состояние, начиная путь последовательных окислительно-восстановительных реакций. Естественно, что значение фотосинтетической единицы может меняться у разных растений в зависимости от очень многих факторов. Концентрация фотохимически активного хлорофилла у бактерий в целом выше, и фотосинтетическая единица равна у них 40. [c.20]

Лучистая энергия, поглощенная хлорофиллом реакционного центра, используется для замены слабого донора электронов сильным 469 [c.515]

Согласно приведенным схемам (см. рис. 30, 32), где объединены световая и темновая фазы процесса фотосинтеза в хлоропласте, молекулы фотосистемы П, поглощая квант света, переводят электрон в возбужденное состояние, который и воспринимается пластохиноном Молекулы хлорофилла реакционного центра фотосистемы П вместо утраченного электрона присоединяют электрон молекулы воды или радикала ОН. Пластохинон при участии цитохромов и пластоцианина передает электрон реакционному центру фотосистемы I. Эта фотосистема, также поглощая квант света, отдает возбужденный электрон через катализатор ферредоксин и фермент—ферредоксин-НАДФ-ре-дуктаза НАДФ, который акцептирует иои водорода, образуя НАДФНг — восстановитель с высоким потенциалом. [c.186]

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]

Что происходит после того, как первичный акцептор захватывает электрон В фотосинтетической мембране в непосредственной близости от первичного акцептора локализованы определенным образом ориентированные переносчики электрона, и по этим переносчикам электрон может возвращаться на свое место в молекуле хлорофилла. Последним переносчиком, т. е. непосредственным донором с которого электроны поступают на хлорофилл реакционного центра, у фотосинтезирующих организмов в большинстве случаев служат цитохромы типа с. Возвращение электрона — темновой процесс Электрон перемещается по цепи переносчиков в соответствии с электрохимическим градиентом. Все ступени процесса экзергонические, т. е. при этом происходит уменьшение свободной энергии. Имеет место так называемый циклический транспорт электронов. [c.239]

Хлорофиллы реакционных центров. [c.189]

По меньшей мере два процесса транспорта энергии вдоль мембран существует в хлоропластах и цианобактериях. Хорошо известно, что фотоны в основном поглощаются хлорофиллом антенны. Затем энергия электронного возбуждения мигрирует в плоскости мембраны между молекулами хлорофилла антенны, пока не достигнет хлорофилла реакционного центра. [c.198]

Поглощение еще одного кванта света молекулой хлорофилла реакционного центра фотосистемы I (Пуоо) приводит к отрыву от нее электрона, перемещающегося против электрохимического градиента, и акцептированию его молекулой Ре8-белка, функционирующего у цианобактерий в качестве вторичного акцептора электронов фотосистемы I. От Ре8-центра электрон проходит через цепь переносчиков (ферредоксин, флавопротеин) и ак- [c.288]

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]

Окисление химически активной фотовозбужденной молекулы хлорофилла реакционного центра и инициирование тем самым цепи темновых окислительно-восстановительных реакций, заканчивающихся синтезом НАДФН и АТФ, и выделение кислорода из воды оказывается возможным благодаря локализации пигмента в упорядоченной липидно-белковой матрице, содержащей набор простетических редокс-групп. Нативные агрегаты хлорофилла, в которых идет окисление только части молекул возбужденного пигмента, рассматривались в литературе как полупроводники эта точка зрения сближает первичные фотопроцессы в иих и у дефектных фотографических кристаллов AgX. В таких кристаллах затруднена темповая рекомбинация первично образовавщихся под действием света Ag° и /2X2, что делает возможным участие Ag > в качестве катализатора в последующем темновом восстановлении АдХ реагентами среды. [c.3]

Согласно окислительно-восстановительной концепции первичного акта фотосинтеза фотовозбужденный хлорофилл реакционного центра является первичным донором электронов. Действительно, экспериментально обнаружено, что исчезновение полос поглощения в хлоропластах растений при 700, 685 и 430 нм связано с окислением длинноволновой формы хлорофилла а, которую принято обозначать П700 [33]. Это подтверждается и возникновением сигнала ЭПР с -фактором 2,003 и ДЯ 7,5, что характерно для катион-радикала хлорофилла [36]. [c.24]

Фиг. 81. Механизм выделения кислорода в фотосистеме II. Обозначения Хл — хлорофилл в основном состоянии, Хл — хлорофилл в электронном возбужденном состоянии, ХЛ( —хлорофилл реакционного центра в возбужденном состоянии, Хл+ — одноокисленная молекула хлорофилла реакционного центра,

Хлорофиллы и вспомогательные пигменты объединены в высокоорганизованные образования, называемые антеннами, цель которых уловить как можно больше фотонов. В антенну входит около 300 молекул хлорофилла. Световая энергия улавливается антеннами и передается от одного хлорофилла к другому, пока не достигнет специального хлорофилла реакционного центра, непосредственно включенного в фотосинтетический транспорт электронов. У эукариот и цианобактерий имеется два вида антенн, ассоциированных с двумя разными фотосистемами. Фотосистема I (ФС I) адсорбирует более длинноволновый свет ( > 680 нм) и энергия попадает к хлорофиллу а, обозначаемому Руоо. Фотосистема II (ФС II) поглощает свет более коротковолновый ( < 680 нм) и передает энергию на специальный хлорофилл Р о- [c.183]

В первой из двух фотосистем, по историческим причинам получившей пазвапие фитосистемы II, кислород двух молекул воды связывается группой атомов магния при участии плохо изучеппого фермента, расщепляющего воду. Извлекаемые по одному электроны сразу же заполняют образовавшиеся под действием света дырки в хлорофилле реакционного центра. Как только четыре электрона извлечены (для этого требуются четыре кванта света), фермент освобождает О2, таким образом, фотосистема ТТ катализирует реакцию 2Н2О 4Н + 4е + О2- [c.472]

Окисленный Q может собирать энергию от всех молекул хлорофилла в фотосинтетической единице по схеме пигменты-светосборщики " —фотохимически ак> тивный хлорофилл (реакционный центр) фотовосстановление Q. [c.74]

Исследования показали, что в первой фотосистеме ста молекулам светособнрающего хлорофилла соответствует одна молекула хлорофилла реакционного центра. Реакционные центры, выделенные из хроматофоров фотосинтезирующих бактерий, включают белок (3 субъединицы), бактериохлорофилл (4 молекулы), бактериофеофитнн (2 молекулы), первичные акцепторы уби- и пластохииоп (1—2 молекулы) и цитохромы— доноры э [ектрона. Пигменты в реакционных центрах на.ходятся преимущественно в агрегированных формах. Установлено, что пигменты реакционных центров глубже погружены внутрь мембраны по сравнению с более поверхностным расположением светособирающих молекул хлорофилла, У фотосинтезирующих бактерий в реакционных центрах донорами электронов являются бактериохлорофилл 960 нм и 890 им и акцепторами — убихинон и Ре. [c.189]