Общий ход фотолиза воды

Уравнение фотолиза воды

hv

2Н₂0=4Н+ 4е- +0₂

Для создания одной молекулы кислорода нужно восстановить две молекулы Р680, потерявшие в сумме четыре электрона, при этом образуются четыре протона.

3) эти протоны образуются во внутреннем пространстве тилакоида, где создается избыточная концентрация протонов по сравнению с окружающим пространством (т. е. более кислая среда), (формируются - протонный градиент и мембранный потенциал). АТФ-синтетаза парами выпускет протоны наружу и синтезирует АТФ из АДФ.

4) два электрона, поступившие к кофактору Q, передаются далее по цепочке белков, которая очень похожа на цепь переноса электронов.

5) электроны поступают от пластоцианина к реакционному центру фотосистемы 1 – молекуле Р700.

Фотосистема 1:

1) реакционный центр Р700 отдает 2e акцепторному железосодержащему белку (Р430), окисляется и приобретает положительный заряд;

2) эта молекула восстанавливается и теряет заряд, получив два «успокоившихся» (но не до исходного состояния – их энергия еще не до конца израсходована!) электрона, изначально поступивших от фотосистемы 2. В этом случае необходимости в фотолизе нет и его не происходит;

3) Р430 отдает электроны белку ферродоксину;

4) получив электроны, этот белок восстанавливает кофермент НАДФ+ до НАДФ∙Н. Данный кофермент представляет собой фосфорилированный НАД. Процесс происходит на внешней мембране тилакоида.

Таким образом, по цепи белков передаются электроны, в результате чего во внутреннем пространстве тилакоида создается избыточная концентрация протонов, а на мембране – разность потенциалов.

Возникающая потенциальная энергия используется для синтеза АТФ за счет движения протонов по градиенту, осуществляемого АТФ-синтетазой. (т.о. энергия потока используется для получения АТФ)

Для возбуждения электронов используется свет

НАДФ + используется в темновой стадии фотосинтеза (а может быть далее использован и митохондриях).

В целом получается, что протоны образуются во внутреннем пространстве тилакоида при фотолизе воды, закачиваются туда же в ходе работы фотосистемы 2 и черпаются из внешнего пространства тилакоида для восстановления НАДФ+ до НАДФ-Н (т.е. электроны, движущиеся вниз по градиенту энергии к НАДФ вдоль цепи переноса электронов, взаимодействуют с ионами водорода (из воды), образуя восстановленный НАДФ-)

Фотосистема 1 может работать автономно.