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光化学系は光を利用して電子にエネルギーを与え、電子を電子輸送チェーンで使用して、光合成の暗反応で使用する高エネルギー分子を作成します。このような反応は光リン酸化として知られており、光合成の光反応段階を構成します。
光化学構造
光化学系は、クロロフィルa、クロロフィルb、キサントフィル、およびカロテノイドを含む他の色素との複雑な配列であり、光分子を捕捉して水分子から除去された電子を活性化します。植物では、光化学系は葉緑体内のチカロイド膜にあります。光化学系Iと光化学系IIとして2種類の光化学系が特定されています。
光化学系I
P680は光化学系Iで使用されるクロロフィルaの形態であり、電子は色素からフェレドキシンタンパク質に輸送されます。植物には、光化学系IIに加えて光化学系Iがあります。
光化学系II
P700は光化学系IIで使用されるクロロフィルaの形態であり、電子はプラストキノン分子に輸送されます。多くの光合成細菌には、光化学系IIしかありません。シアノバクテリアは、両方のタイプの光化学系を持つ注目すべき例外です。
環状光リン酸化
周期的な光リン酸化では、光化学系によって放出され、電子輸送チェーンで使用されるエネルギーを与えられた電子が光化学系Iに戻されます。このプロセスによりATPが生成されます。
非環状光リン酸化
非環式光リン酸化では、電子は光化学系IIから光化学系Iへの一連の反応を通過し、光化学系Iは別の一連の反応の光を使用して電子を再活性化します。電子は光化学系に戻されず、NADPHが作成されます。