光化学反応
酸素発生型光合成の循環的電子伝達系は光化学系Iの反応を通じて、より光リン酸化を効率的に行なう反応系である。膜を介した物質輸送(能動輸送)などに多量のATPが必要であり、葉緑体もその例外ではない。しかしながら非循環的電子伝達系のみで生産されるプロトン濃度勾配のみではATPの合成が追いつかず、循環的電子伝達系が存在していると考えられる。循環的電子伝達系の経路は以下の通りである。
光化学系Iが光エネルギーを受けて、初発電子受容体に電子伝達を行う。
初発電子受容体からFe-Sクラスターを経て、フェレドキシンに伝達される。
フェレドキシンからプラストキノンへ伝達される。
プラストキノールはシトクロムb6/f複合体で還元される。
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シトクロムb6/f複合体を電子が通過するたびに4プロトンがチラコイド内腔へ輸送され、プロトン濃度勾配を形成する。
紅色非硫黄細菌の光化学系は非循環的であり、酸素を最終電子受容体とするが、その電子の一部は[エネルギー依存性電子の逆行]という反応からNADに伝達されるものも存在する。紅色光合成細菌(紅色非硫黄細菌)の光化学系構成 は以下の通りである。
光化学反応複合体 (Rhodobactor sphaeroidesの場合)
反応中心P870、バクテリオフェオフィチン、QA(ユビキノン)、QB(ユビキノン)
ユビキノン
シトクロムbc1複合体(呼吸鎖複合体III)
シトクロムc2
シトクロムオキシダーゼ(呼吸鎖複合体IV)
反応中心P870はバクテリオクロロフィルの2量体、すなわちスペシャルペアである。電子供与体としては有機物異化代謝系由来のユビキノンが光化学反応に使用されている。その電子伝達経路は以下の通りである。
反応中心粒子P870が光エネルギーを吸収し、電子が励起される。
励起された電子はバクテリオフェオフィチン(酸化還元電位、E0'= -0.4 - 0.6 V)に伝達される。