Fotosintesis anoksigenik

Fotosintesis anoksigenik adalah proses fototrof mana energi cahaya ditangkap dan diubah menjadi ATP, tanpa menghasilkan oksigen karena dalam proses tersebut tidak digunakan air (H₂O) sebagai sumber elektron. Terdapat beberapa kelompok bakteri yang mengalami fotosintesis anoksigenik yaitu bakteri belerang hijau (green sulfur bacteria; GSB), fototrof merah dan hijau membenang (FAP seperti Chloroflexi), bakteri ungu, Acidobacteria, dan heliobacteria.
Pigmen yang digunakan untuk menjalankan fotosintesis anoksigenik mirip seperti klorofil namun berbeda pada detail molekulernya serta panjang cahaya yang diserapnya. Bakterioklorofil a hingga g menyerap foton elektromagnetik secara maksimal di daerah inframerah-dekat dalam lingkungan membran alami mereka. Hal ini berbeda dengan klorofil a, pigmen yang dominan pada tumbuhan dan sianobakteri, yang memiliki panjang gelombang serapan puncak kira-kira 100 nanometer lebih pendek (dalam bagian merah pada rentang spektrum sinar tampak).
Beberapa arkea (seperti Halobacterium) menangkap energi cahaya untuk melaksanakan fungsi metabolismenya dan karena itu bersifat fototrof namun tidak diketahui apakah dapat "memperbaiki" karbon (mis. dapat berfotosintesis). Alih-alih sebagai reseptor tipe-klorofil dan rantai transpor elektron, protein seperti halorodopsin menangkap energi cahaya dengan bantuan diterpena untuk menggerakkan ion melawan gradien dan menghasilkan ATP melalui kemiosmosis seperti halnya mitokondria.

Tipe

Ada 2 tipe utama rantai transfer elektron dalam fotosintesis anoksigenik pada bakteri. Pusat reaksi tipe I ditemukan dalam GSB, Chloracidobacterium, dan Heliobacteria sementara pusat reaksi tipe II ditemukan dalam FAP dan bakteri ungu.

Pusat Reaksi Tipe I

Rantai transpor elektron pada bakteri belerang hijau, seperti pada Chlorobaculum tepidum, menggunakan pusat reaksi bakterioklorofil (bacteriochlorophyll) P840. Saat cahaya diserap oleh pusat reaksi, P840 tereksitasi dengan potensial reduksi yang besar dan mendonorkan elektron ke bakterioklorofil 663 yang menyalurkannya ke rantai transpor elektron. Elektron ditransfer melalui serangkaian pembawa elektron dan kompleks sampai akhirnya digunakan untuk mereduksi NAD⁺. Regenerasi P840 dilakukan dengan oksidasi ion sulfida dari hidrogen sulfida (atau besi) oleh sitokrom c₅₅₅.

Pusat Reaksi Tipe II

Pusat reaksi tipe II ini analog secara struktural dan sekuensial dengan fotosistem II (PSII) pada tumbuhan hijau dan sianobakteri, tetapi tidak memiliki kompleks yang termodifikasi untuk oksigen seperti PSII.
Bakteri ungu belerang menggunakan hidrogen sulfida (H₂S) sebagai energi reduksi dalam rangkaian fotosintesisnya, sedangkan bakteri ungu non-belerang tidak menggunakan H₂S sebagai energi reduksi karena bagi bakteri tersebut H₂S bersifat toksik. Proses fotolisis H₂S maupun proses rantai transpor elektron pada bakteri ungu non-belerang dimulai dengan penangkapan foton oleh pigmen bakteriofil P870. Elektron yang tereksitasi dari P870 ditransfer ke bakteriofeofitin (bacteriopheophytin) yang akan meneruskannya ke serangkaian pembawa elektron pada rantai transpor elektron. Proses tersebut akan menghasilkan gradien elektrokimia yang akan digunakan untuk menyintesis ATP melalui kemiosmosis. P870 harus direduksi agar bisa digunakan kembali dalam proses selanjutnya. Hidrogen di lingkungan bakteri biasanya menjadi pendonor elektron.