Feofytin

Feofytin a , dvs klorofyll a utan Mg 2+ -jonen.

Pheophytin eller phaeophytin är en kemisk förening som fungerar som den första elektronbärarmellanprodukten i elektronöverföringsvägen för Photosystem II (PS II) i växter och det fotosyntetiska reaktionscentret för typ II (RC P870) som finns i lila bakterier . I både PS II och RC P870 driver ljus elektroner från reaktionscentret genom feofytin, som sedan skickar elektronerna till en kinon (Q A ) i RC P870 och RC P680. De övergripande mekanismerna, rollerna och syftena för feofytinmolekylerna i de två transportkedjorna är analoga med varandra.

Strukturera

I biokemiska termer är feofytin en klorofyllmolekyl som saknar en central Mg 2+ -jon. Det kan framställas av klorofyll genom behandling med en svag syra , vilket ger ett mörkt blåaktigt vaxpigment. Den troliga etymologin kommer från denna beskrivning, med pheo som betyder mörk och phyt betyder vegetation .

Historia och upptäckt

År 1977 utförde forskarna Klevanik, Klimov, Shuvalov en serie experiment för att visa att det är feofytin och inte plastokinon som fungerar som den primära elektronacceptorn i fotosystem II. Genom att använda flera experiment, inklusive elektronparamagnetisk resonans (EPR), kunde de visa att feofytin var reducerbart och därför den primära elektronacceptorn mellan P680 och plastokinon (Klimov, Allakhverdiev, Klevanik, Shuvalov). Denna upptäckt möttes av hårt motstånd, eftersom många trodde att feofytin bara var en biprodukt av klorofyllnedbrytning. Därför följde fler experiment för att bevisa att feofytin verkligen är den primära elektronacceptorn för PSII, som förekommer mellan P680 och plastokinon (Klimov, Allakhverdiev, Shuvalov). Uppgifterna som erhölls är följande:

  1. Fotoreduktion av feofytin har observerats i olika blandningar innehållande PSII-reaktionscentra.
  2. Mängden feofytin står i direkt proportion till antalet PSII-reaktionscentra.
  3. Fotoreduktion av feofytin sker vid temperaturer så låga som 100K och observeras efter reduktionen av plastokinon. [ förtydligande behövs ]

Dessa observationer är alla karakteristiska för fotoomvandlingar av reaktionscentrumkomponenter.

Reaktion i lila bakterier

Feofytin är den första elektronbärarmellanprodukten i fotoreaktionscentret (RC P870) hos lila bakterier. Dess engagemang i detta system kan delas upp i 5 grundläggande steg. Det första steget är excitation av bakterioklorofyllerna (Chl) 2 eller det speciella klorofyllparet. Detta kan ses i följande reaktion.

  • (Chl) 2 + 1 foton → (Chl) 2 * (excitation)

Det andra steget innebär att (Chl) 2 överför en elektron till feofytin, vilket producerar en negativt laddad radikal (feofytin) och en positivt laddad radikal (det speciella paret av klorofyller), vilket resulterar i en laddningsseparation.

  • (Chl) 2 * + Pheo → ·(Chl) 2 + + ·Pheo − (laddningsseparation)

Det tredje steget är den snabba elektronrörelsen till den hårt bundna menakinonen, Q A , som omedelbart donerar elektronerna till en andra, löst bunden kinon (Q B ). Två elektronöverföringar omvandlar Q B till dess reducerade form (Q B H 2 ).

  • 2·Pheo − + 2H + + Q B → 2Pheo + Q B H 2 (kinonreduktion)

Det femte och sista steget innebär att "hålet" i det speciella paret fylls av en elektron från en hem i cytokrom c . Detta regenererar substraten och fullbordar cykeln, vilket tillåter efterföljande reaktioner att äga rum.

Engagemang i fotosystem II

I fotosystem II spelar feofytin en mycket liknande roll. Den fungerar återigen som den första elektronbärarmellanprodukten i fotosystemet. Efter att P680 blivit exciterad till P680 * överför den en elektron till feofytin, som omvandlar molekylen till en negativt laddad radikal. Två negativt laddade feofytinradikaler skickar snabbt sina extra elektroner till två på varandra följande plastokinonmolekyler. Så småningom passerar elektronerna genom cytokrom b 6 f -molekylen och lämnar fotosystem II. Reaktionerna som beskrivs ovan i avsnittet om lila bakterier ger en allmän illustration av den faktiska rörelsen av elektronerna genom feofytin och fotosystemet. Det övergripande schemat är:

  1. Excitation
  2. Laddningsseparering
  3. Plastokinonreduktion
  4. Regenerering av substrat

Se även

  •    Klimov VV (2003). "Upptäckt av pheophytin funktion i den fotosyntetiska energiomvandlingen som den primära elektronacceptorn av Photosystem II". Fotosyn. Res . 76 (1–3): 247–53. doi : 10.1023/A:1024990408747 . PMID 16228584 . S2CID 29278470 .
  • McWilliams, Margaret (1982). Illustrerad guide till matlagning (4:e upplagan). Redondo Beach, CA: Plycon Press.
  • Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2005). Lehninger Principles of Biochemistry (4:e upplagan). New York: WH Freeman.
  • " Sektion för fotosyntetiska molekyler. " Bibliotek med 3D-molekylära strukturer . 22 april 2007
  • Xiong, Ling och Richard Sayre. "Identifieringen av potentiella Pheophytin-bindningsplatser i Photosystem II Reaction Center av Chlamydomondas genom platsriktad mutagenes." (2000). America Society of Plant Biologists . 22 april 2007.

Referenser

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pheophytin&oldid=1116958565 "