ความแตกต่างระหว่าง Photosystem I และ Photosystem II

• 2020

โปรตีนเมมเบรนหลายหน่วยย่อยหลักสองคอมเพล็กซ์มีความแตกต่างในความยาวคลื่นดูดซับซึ่ง ระบบถ่ายภาพ I หรือ PS 1 ดูดซับความยาวคลื่นที่ยาวกว่าของแสงซึ่งคือ 700 นาโนเมตร ในขณะที่ ระบบถ่ายภาพ II หรือ PS 2 ดูดซับความยาวคลื่นสั้นกว่า 680 นาโนเมตร

ประการที่สองแต่ละระบบแสงถูกเติมด้วยอิเล็กตรอนหลังจากการสูญเสียอิเล็กตรอน แต่แหล่งกำเนิดที่แตกต่างกันที่ PS II ทำให้อิเล็กตรอนจากน้ำในขณะที่ PS I ได้รับอิเล็กตรอนจาก PS II ผ่านห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน

ระบบถ่ายภาพมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ด้วยแสงและพบได้ในเยื่อหุ้ม thylakoid ของสาหร่ายไซยาโนแบคทีเรียและส่วนใหญ่ในพืช เราทุกคนรู้ว่าพืชและสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงอื่น ๆ รวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยโมเลกุลเม็ดสีที่ดูดซับแสงในใบ

พลังงานแสงอาทิตย์ที่ถูกดูดซับหรือพลังงานแสงในใบถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีในขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์ด้วยแสง กระบวนการนี้ผ่านชุดของปฏิกิริยาเคมีที่เรียกว่าปฏิกิริยาขึ้นกับแสง

การสังเคราะห์แสงของเม็ดสีสังเคราะห์เช่นคลอโรฟิลล์, คลอโรฟิลล์ b และแคโรทีนอยด์มีอยู่ในเยื่อหุ้ม thylakoid ของคลอโรพลาสต์ ระบบถ่ายภาพนั้นประกอบไปด้วยคอมเพล็กซ์เก็บเกี่ยวแสงซึ่งประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ 300-400 โปรตีนและเม็ดสีอื่น ๆ เม็ดสีเหล่านี้ตื่นเต้นหลังจากดูดซับโฟตอนแล้วหนึ่งในอิเล็กตรอนจะถูกเปลี่ยนเป็นวงโคจรพลังงานที่สูงขึ้น

เม็ดสีที่ตื่นเต้นส่งผ่านพลังงานของพวกเขาไปยังรงควัตถุข้างเคียงโดยการถ่ายโอนพลังงานเรโซแนนซ์และนี่คือปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าโดยตรง นอกจากนี้ในทางกลับกันเม็ดสีข้างเคียงจะถ่ายโอนพลังงานไปยังเม็ดสีและกระบวนการนี้ทำซ้ำหลายครั้ง โมเลกุลของเม็ดสีเหล่านี้รวมกันจะรวบรวมพลังงานและส่งผ่านไปยังส่วนกลางของระบบถ่ายภาพที่เรียกว่าศูนย์ปฏิกิริยา

แม้ว่าทั้งสองระบบ แสงในปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสง จะมีชื่ออยู่ในซีรีย์ แต่พวกมันถูกค้นพบ แต่ photosystem II (PS II) มาเป็นอันดับแรกในเส้นทางในการไหลของอิเล็กตรอนและจากนั้นระบบถ่ายภาพ I (PSI) ในเนื้อหานี้เราจะสำรวจความแตกต่างระหว่าง pf photosystem สองประเภทและคำอธิบายสั้น ๆ

แผนภูมิเปรียบเทียบ

คำจำกัดความของ Photosystem I

Photosystem I หรือ PSI ตั้งอยู่ในเยื่อหุ้ม thylakoid และเป็นโปรตีนที่ซับซ้อนหลายหน่วยที่พบในพืชสีเขียวและสาหร่าย ขั้นตอนแรกของการดักจับพลังงานแสงอาทิตย์และการแปลงโดยการขนส่งอิเล็กตรอนที่ขับเคลื่อนด้วยแสง PS I เป็นระบบที่รวบรวมคลอโรฟิลล์และเม็ดสีอื่น ๆ และดูดซับความยาวคลื่นแสงที่ 700nm มันเป็นชุดของปฏิกิริยาและศูนย์ปฏิกิริยาประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ a-700 โดยมีสองหน่วยย่อยคือ psaA และ psaB

หน่วยย่อยของ PSI มีขนาดใหญ่กว่าหน่วยย่อย PS II ระบบนี้ยังประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ a-670, คลอโรฟิลล์ a-680, คลอโรฟิลล์ a-695, คลอโรฟิลล์ b และแคโรทีนอยด์ โฟตอนที่ถูกดูดซับจะถูกนำไปยังศูนย์ปฏิกิริยาด้วยความช่วยเหลือของเม็ดสีอุปกรณ์เสริม โฟตอนจะถูกปล่อยออกมาอีกครั้งโดยศูนย์ปฏิกิริยาเป็นอิเล็กตรอนพลังงานสูงที่ผ่านชุดของพาหะของอิเล็กตรอนและในที่สุดก็ใช้โดย NADP + reductase NADPH ผลิตผ่าน NADP + เอนไซม์รีดัคเทสจากอิเล็กตรอนพลังงานสูง NADPH ถูกใช้ในวัฏจักร Calvin

ดังนั้นจุดประสงค์หลักของคอมเพล็กซ์โปรตีนหนึ่งที่ใช้พลังงานแสงในการผลิต ATP และ NADPH Photosystem ฉันยังเป็นที่รู้จักกันในนาม plastocyanin-ferredoxin oxidoreductase

คำจำกัดความของ Photosystem II

Photosystem II หรือ PS II เป็นเมมเบรนที่ฝังตัวโปรตีนที่ซับซ้อนประกอบด้วยมากกว่า 20 หน่วยย่อยและประมาณ 100 ปัจจัย แสงถูกดูดซับด้วยสีเช่น carotenoids, chlorophyll และ phycobilin ในภูมิภาคที่เรียกว่า antennae และพลังงานที่ตื่นเต้นนี้จะถูกส่งไปยังศูนย์ปฏิกิริยา ส่วนประกอบหลักคือส่วนต่อพ่วงเสาอากาศซึ่งมีส่วนร่วมในแสงดูดซับพร้อมกับคลอโรฟิลและเม็ดสีอื่น ๆ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นที่แกนกลางซับซ้อนซึ่งเป็นที่ตั้งของปฏิกิริยาลูกโซ่การถ่ายโอนอิเล็กตรอนเริ่มต้น

ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ PS II ดูดซับแสงที่ 680 นาโนเมตรและเข้าสู่สถานะพลังงานสูง P680 บริจาคอิเล็กตรอนและถ่ายโอนไปยัง pheophytin ซึ่งเป็นตัวรับอิเล็กตรอนหลัก ทันทีที่ P680 สูญเสียอิเล็กตรอนและได้รับประจุบวกมันต้องการอิเล็กตรอนสำหรับการเติมเต็มซึ่งเกิดขึ้นโดยการแยกโมเลกุลของน้ำ

ออกซิเดชันของน้ำเกิดขึ้นที่ ศูนย์แมงกานีส หรือกลุ่ม Mn4OxCa ศูนย์แมงกานีสออกซิไดซ์สองโมเลกุลพร้อมกันสกัดอิเล็คตรอนสี่ตัวออกมาและสร้างโมเลกุลของ O2 และปล่อยไอออน H + สี่

มีกลไกที่ขัดแย้งกันหลายอย่างของกระบวนการข้างต้นใน PS II แม้ว่าจะใช้โปรตอนและอิเล็กตรอนที่สกัดจากน้ำเพื่อลด NADP + และในการผลิต ATP Photosystem II ยังเป็นที่รู้จักกันในนาม water-plastoquinone oxidoreductase และถูกกล่าวว่าเป็นโปรตีนแรกในปฏิกิริยาแสง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Photosystem I และ Photosystem II

คะแนนที่ให้จะแสดงรูปแบบที่แตกต่างกันระหว่าง photosystem I และ photosystem II:

1. Photosystem I หรือ PS I และ Photosystem II หรือ PS II เป็นคอมเพล็กซ์ที่มีโปรตีนเป็นสื่อกลางและเป้าหมายหลักคือการผลิตพลังงาน (ATP และ NADPH2) ซึ่งใช้ในวงจรคาลวิน PSI ใช้พลังงานแสงเพื่อแปลง NADP + เป็น NADPH2 มันเกี่ยวข้องกับ P700 คลอโรฟิลล์และเม็ดสีอื่น ๆ ในขณะที่ PS II เป็นคอมเพล็กซ์ที่ดูดซับพลังงานแสงซึ่งเกี่ยวข้องกับ P680 คลอโรฟิลล์และเม็ดสีอุปกรณ์เสริมและถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากน้ำไปยัง plastoquinone และทำงานในการแยกตัวของโมเลกุลน้ำ O2
2. Photosystem I ตั้งอยู่ บนพื้นผิวด้านนอกของเมธิลคอยล์เมมเบรนและถูกผูกไว้กับศูนย์ปฏิกิริยาพิเศษที่รู้จักกันในชื่อ P700 ในขณะที่ PS II ตั้งอยู่บนพื้นผิวด้านในของเมมัยลาคอยด์เมมเบรนและศูนย์ปฏิกิริยาเป็น P680
3. เม็ดสีในระบบถ่ายภาพที่ 1 ดูดซับความยาวคลื่นแสงที่ยาวกว่าซึ่งคือ 700 นาโนเมตร (P700) ในทางกลับกันเม็ดสีในระบบถ่ายภาพ 2 ดูดซับความยาวคลื่นที่สั้นลงของแสงซึ่งคือ 680 นาโนเมตร (P680)
4. Photophosphorylation ใน PS I นั้นมีส่วนร่วมในทั้งวงจรรวมถึง photophosphorylation ที่ไม่เป็นวัฏจักรและ PS II นั้นเกี่ยวข้องกับทั้ง photophosphorylation
5. ไม่มี photolysis เกิดขึ้นใน PS I แม้ว่ามันจะเกิดขึ้นกับ photosystem II
6. Photosystem I หรือ PS I ประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ A-670, คลอโรฟิลล์ A-680, คลอโรฟิลล์ A-695, คลอโรฟิลล์ A-700, คลอโรฟิลล์ A-700, คลอโรฟิลล์ B และแคโรทีนอยด์ในอัตราส่วน 20-30: 1 A-660, คลอโรฟิลล์ A-670, คลอโรฟิลล์ A-680, คลอโรฟิลล์ A-695, คลอโรฟิลล์ A-700, คลอโรฟิลล์ B, xanthophylls และ phycobilins ในอัตราส่วน 3-7: 1
7. ฟังก์ชั่นหลัก ของ photosystem I ในการสังเคราะห์ NADPH ซึ่งรับอิเล็กตรอนจาก PS II และ photosystem II อยู่ในการไฮโดรไลซิสของน้ำและการสังเคราะห์ ATP
8. องค์ประกอบหลักใน PSI ประกอบด้วยสองหน่วยย่อยคือ psaA และ psaB และ PS II ประกอบด้วยสองหน่วยย่อยประกอบด้วย D1 ​​และ D2

ข้อสรุป

ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าในพืชการสังเคราะห์แสงครอบคลุมกระบวนการสองกระบวนการ ปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับแสงและปฏิกิริยาการดูดกลืนคาร์บอนซึ่งเป็นที่เข้าใจผิดเรียกอีกอย่างว่าปฏิกิริยามืด ในปฏิกิริยาของแสงสารสีสังเคราะห์ด้วยแสงและคลอโรฟิลจะดูดซับแสงและเปลี่ยนเป็น ATP และ NADPH (พลังงาน)