Просмотр отдельных изменений
Эта страница позволяет вам проверить переменные, сгенерированные фильтром злоупотреблений, на предмет отдельного изменения.
Переменные, созданные для этого изменения
Переменная | Значение |
---|---|
Число правок участника ($1) (user_editcount) | 2351 |
Имя учётной записи ($1) (user_name) | 'Эрг' |
Возраст учётной записи ($1) (user_age) | 144191900 |
Группы (включая неявные) в которых состоит участник ($1) (user_groups) | [
0 => 'autoeditor',
1 => 'uploader',
2 => '*',
3 => 'user',
4 => 'autoconfirmed'
] |
Редактирует ли участник через мобильный интерфейс ($1) (user_mobile) | false |
ID страницы ($1) (page_id) | 5440583 |
Пространство имён страницы ($1) (page_namespace) | 0 |
Название страницы (без пространства имён) ($1) (page_title) | 'Фотосистема II' |
Полное название страницы ($1) (page_prefixedtitle) | 'Фотосистема II' |
Действие ($1) (action) | 'edit' |
Описание правки/причина ($1) (summary) | '/* Цитохром b559 */ ' |
Была ли правка отмечена как «малое изменение» (больше не используется) (minor_edit) | false |
Вики-текст старой страницы до правки ($1) (old_wikitext) | '[[Файл:PSII.png|thumb|upright=2|Структурно-функциональная организация комплекса ФСII (ССКII не показаны): (Mn)<sub>4</sub> — Mn-содержащий кластер, Tyr<sub>z</sub> — тирозин-161 белка D<sub>1</sub>, Tyr<sub>d</sub> — тирозин-161 белка D<sub>2</sub>, cyt''b''<sub>559</sub> — цитохром ''b''<sub>559</sub>, Хл<sub>Z</sub> и Хл<sub>D</sub> — сопровождающие хлорофиллы а, Q<sub>a</sub> и Q<sub>b</sub> — пластохиноны]]
'''Фотосисте́ма II''' (''вторая фотосистема'', ''фотосистема два'', ФСII), или '''H<sub>2</sub>O-пластохиноноксидоредуктаза''' — это первый функциональный комплекс электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) [[Хлоропласты|хлоропластов]]. Он расположен в [[тилакоид]]ной мембране всех [[высшие растения|растений]], [[водоросли|водорослей]], и [[Цианобактерии|цианобактерий]]. Поглощая энергию света входе первичных фотохимических реакций, он формирует сильный окислитель П<sub>860</sub><sup>+</sup>, который через цепь окислительно-восстановительных реакций способен вызвать окисление воды.
Окисляя воду, фотосистема II поставляет электроны в ЭТЦ хлоропласта, где они используются для восстановления [[НАДФ]]<sup>+</sup> или [[Фотосистема I#Циклический транспорт электронов#Циклическое фотофосфорилирование|циклического фосфорилирования]]. Протоны, образовавшиеся в результате окисления воды помогают создать протонный градиент, который в дальнейшем используется для синтеза [[АТФ]]<ref>{{cite journal |authors = Loll B, Kern J, Saenger W, Zouni A, Biesiadka J | title = Towards complete cofactor arrangement in the 3.0 Å resolution structure of photosystem II | journal = Nature | volume = 438 | issue = 7070 | pages = 1040–4 | date = December 2005 | pmid = 16355230 | doi = 10.1038/nature04224 }}</ref>. Фотохимическое окисление воды, осуществляемое фотосистемой II, сопровождается выделением молекулярного кислорода. Благодаря этому процессу фотосинтез растений является основным источником кислорода на Земле.
== Структурная организация фотосистемы II ==
{{Enzyme
| nom = Photosystème II
| image = PhotosystemII.PNG
| caption = Структура димера фотосистемы II из цианобактерии ''[[Thermosynechococcus elongatus]]'' <ref>{{PDB|2AXT}}</ref><ref name="10.1038/nature04224">
{{DOI|10.1038/nature04224}} {{PMID|16355230}}</ref>
| EC_number = 1.10.3.9
| index = 1.10.3.9
| IUBMB_EC_number = 1/10/3/9
| code GO =
}}
{{Pfam_box
| Symbol = PSII
| Name = Интегральный светособирающий комплекс фотосистемы II CP43/CP47
| image =PS2-complex.png
| width =
| caption =
| Pfam= PF00421
| InterPro= IPR000932
| SMART=
| Prosite =
| SCOP =
| TCDB = 3.E.2
| OPM family= 2
| OPM protein= 3arc
| PDB=
{{PDB3|1s5l}}b:1-501 {{PDB3|2axt}}B:1-501
}}
[[Файл:PSII-phosphorescent.png|thumb|right|261px|Фотосистема II и её субъединицы]]
Фотосистема II состоит из следующих [[Белковая субъединица|белковых субъединиц]] и [[кофактор]]ов<ref name="pmid14979726">{{cite journal | author = Ohad I, Dal Bosco C, Herrmann RG, Meurer J | title = Photosystem II proteins PsbL and PsbJ regulate electron flow to the plastoquinone pool | journal = Biochemistry | volume = 43 | issue = 8 | pages = 2297-308 | year = 2004 | month = March | pmid = 14979726 | doi = 10.1021/bi0348260 | url = }}</ref><ref name="Low">{{cite journal | author = Lan-Xin Shia, b, Wolfgang P. Schröder | title = The low molecular mass subunits of the photosynthetic supracomplex, photosystem II | journal = Biochim Biophys Acta| volume = 15 | issue = 1608 | pages = 75-96 | year = 2004| month = January |pmid =14871485|doi = 10.1016/j.bbabio.2003.12.004 | url = }}</ref><ref>{{cite journal | author =Govindjee, Jan F Kern, Johannes Messinger, John Whitmarsh | title = Photosystem II|url = http://www.life.illinois.edu/govindjee/Electronic%20Publications/2010/2010_govindjee_et_al_Encyclopedia%20of%20Life%20Sciences%282010%29.pdf}}</ref>{{sfn|Ермаков|2005|с=168-170}}:
{| class="wikitable"
|-
!Субъединицы
!Описание
|-
| row 3, cell 1| D1
| row 3, cell 2|32 [[Дальтон (единица измерения)|кДа]], интегральный коровый белок, несёт три хлорофилла а и один β-каротин
|-
| row 4, cell 1|D2
| row 4, cell 2|33 кДа, интегральный коровый белок, несёт три хлорофилла а и один β-каротин
|-
| row 5, cell 1|B(CP47)
| row 5, cell 2|47 кДа, около 510 аминокислот, связывает 16 молекул хлорофилла и 3 молекулы β-каротина, интегральная антенна ФСII, люмиальный домен связывается с марганцевым кластером
|-
| row 6, cell 1|C(CP43)
| row 6, cell 2|43 кДа, около 470 аминокислот, связывает около 13 молекул хлорофилла и 3 молекулы β-каротина, интегральная антенна ФСII, гомологичен B(CP47), менее плотно связан с ядром ФСII, что может играть важную роль при репарации после фотодеструкции
|-
| row 7, cell 1|E
| row 7, cell 2|9 кДа, у [[высшие растения|высших растений]] около 81 аминокислоты, α-субъединица цитохрома b<sub>559</sub>
|-
| row 15, cell 1|F
| 2 row 15, cell|4 кДа, у [[высшие растения|высших растений]] около 38 аминокислот, β-субъединица цитохрома b<sub>559</sub>
|-
| row 17, cell 1|H
| row 17, cell 2|7,7 кДа, по-видимому, играет роль в регуляции переноса электрона с Q<sub>A</sub> на Q<sub>B</sub>, стабилизирует CP47 и CP43
|-
| row 18, cell 1|I
| row 18, cell 2|4,8 кДа, мало различается у разных видов, необходим для сборки и функционирования ФСII, способствует образованию [[димер]]а фотосистем
|-
| row 19, cell 1|J
| row 19, cell 2|4,2 кДа, важна для сборки ФСII, регулирует поток электронов на пул пластохинонов
|-
| row 20, cell 1|K
| row 20, cell 2|4,1 кДа, у всех [[оксигенный фотосинтез|оксигенных]] организмов, образование димера ФСII, связывает дополнительный [[пластохинон]]
|-
| row 21, cell 1|L
| row 21, cell 2|4,3 кДа, необходим для работы сайта Q<sub>a</sub>, предотвращает возврат электрона с сайта Q<sub>b</sub> на Q<sub>a</sub>
|-
| row 22, cell 1|M
| row 22, cell 2|4,7 кДа, у всех [[оксигенный фотосинтез|оксигенных]] организмов, стабилизирует [[димер]] ФСII
|-
| row 24, cell 1|O
| row 24,cell 2|27 кДа, защищает ВОК, связывает ион кальция
|-
| row 25, cell 1|P
| row 25, cell 2|20 кДа, нет у [[Цианобактерии|цианобактерий]], защищает ВОК, регулирует ионное окружение
|-
| row 26, cell 1|Q
| row 26, cell 2|17 кДа, нет у [[Цианобактерии|цианобактерий]], защищает ВОК, регулирует ионное окружение
|-
| row 26, cell 1|R
| row 26, cell 2|12,8 кДа, играет роль якоря связывая субъединицу P и стабилизируя её
|-
| row 27, cell 1|S
| row 27, cell 2|22 кДа, нет в [[Цианобактерии|цианобактериях]], участвует в нефотохимическом тушении ССКII
|-
| row 28, cell 1|T(Tc)
| row 28, cell 2|3,8 кДа, стабилизирует сайт Q<sub>a</sub>, стабилизирует димер
|-
| row 28, cell 1|T(Tn)
| row 28, cell 2|3 кДа, только у [[Высшие растения|растений]] и [[Водоросли|водорослей]], имеет бисульфидный мостик, находится в люмене, функция неизвестна
|-
| row 28, cell 1|U
| row 28, cell 2|10 кДа, только у [[Цианобактерии|цианобактерий]], [[бурые водоросли|бурых]] и [[красные водоросли|красных]] водорослей, расположена в люмене, возможно поставляет ионы [[Кальций|кальция]] и [[хлор]]а работы ВОК, связывается с ФСII через субъединицу O или V
|-
| row 28, cell 1|V
| row 28, cell 2|12.1 кДа только у [[Цианобактерии|цианобактерий]], [[бурые водоросли|бурых]] и [[красные водоросли|красных]] водорослей, известна как цитохром c<sub>550</sub>, несёт [[Гем (биохимия)|гем]], оптимизирует работу ВОК
|-
| row 29, cell 1|W
| row 29, cell 2|6,1 кДа, только у [[Высшие растения|растений]] и [[Водоросли|водорослей]], участвует в образовании димера, сборке и репарации ФСII
|-
| row 30, cell 1|X
| row 30, cell 2|4,2 кДа, функция неизвестна
|-
| row 31, cell 1|Y
| row 31, cell 2|4,7 кДа, функция неизвестна
|-
| row 32, cell 1|Z
| row 32, cell 2|6,5 кДа, обеспечивает взаимодействие с тримером ССКII
|-
! [[Пигмент]]ы
!
|-
| row 9, cell 1|[[Хлорофилл a]]
| row 9, cell 2| 35 [[Молекула|молекул]] в антенной системе
|-
| row 13, cell 1|Хлорофилл a
| row 13, cell 2| 2 молекулы сопровождающих хлорофиллов (Хл<sub>D</sub>,Хл<sub>Z</sub>)
|-
| row 27, cell 1|Хлорофиллы а и a'
| row 27, cell 2|специальная пара П<sub>680</sub>
|-
| row 10, cell 1|[[β-каротин]]
| row 10, cell 2| 12 молекулы
|-
! [[Кофермент]]ы/Кофакторы
!
|-
| row 11, cell 1|[[Гем]] b559
| row 11, cell 2|[[Протопорфирин IX]], содержащий атом железа
|-
| row 12, cell 1|[[Феофитин]]
| row 12, cell 2|Первичный акцептор электронов
|-
| row 13, cell 1|[[Пластохинон]]
| row 13, cell 2|Мобильный переносчик электронов
|-
| row 14, cell 1|Марганцевый кластер
| row 14, cell 2|Также известен как водоокисляющий комплекс или ВОК
|-
| row 54, cell 1|Fe<sup>2+</sup>
| row 54, cell 2|Осуществляет перенос электрона от Q<sub>A</sub> к Q<sub>B</sub>
|-
| row 14, cell 1|Ca<sup>2+</sup>
| row 14, cell 2|ион [[Кальций|кальция]]
|-
| row 14, cell 1|Cl<sup>-</sup>
| row 14, cell 2|ион [[хлор]]а
|-
| row 14, cell 1|НCO<sub>3</sub><sup>-</sup>
| row 14, cell 2|[[гидрокарбонат]] [[анион]]
|}
У [[Эукариоты|эукариот]] большинство малых субъединиц, а также субъединиц окружающих ВОК (''psbO, psbP, psbQ, psbR, psbS, psbTn, psbW, psbX, psbZ'') кодируются в [[Клеточное ядро|ядре]]. Там же находятся гены семейства ''cab'', кодирующие белки ССКII. Такой способ распределения генов, когда большие коровые субъединицы белка остаются в хлоропласте, а относительно малые его субъединицы, выполняющие регуляторные функции, переносятся в ядро, позволяет эукариотической клетке лучше контролировать процесс фотосинтеза и помогает скоординировать работу двух [[геном]]ов<ref name="Vasil">{{книга | автор = | часть = | заглавие = The Photosynthetic Apparatus: Molecular Biology and Operation| оригинал = | ссылка = https://books.google.ru/books?id=88Ttx37OPjgC&pg=PA26&lpg=PA26&dq=cyanobacteria+use+cytochrome+c553+instead+of+plastocyanin&source=bl&ots=e1jURgyYvc&sig=c9mrUM0bQS29bkqbG7No46__ldw&hl=ru&sa=X&ei=VtO7VNbLHOPgywPw8YD4Bg&ved=0CE8Q6AEwCQ#v=onepage&q&f=false | викитека = | ответственный = Lawrence Bogorad, Indra K. Vasil |издание = | место = USA/UK| издательство = Academic Press, Ink. | год = 1991| volume = 7 | pages = 524| серия = | isbn = 9780323147231}}</ref>.
Субъединица G была исключена из списка субъединиц фотосистемы II, поскольку было показано, что она кодируется [[ген]]ом ''ndh'', который ответственен за синтез {{нп5|ферредоксин-НАДФ+-редуктаза|ферредоксин-НАДФ<sup>+</sup>-редуктазы|en|Ferredoxin—NADP(+) reductase}}, а следовательно не является частью фотосистемы II<ref name="Vasil" />. Для субъединицы N, которая кодируется в том же опероне, что и ''psbB'', было показано, что она не является частью комплекса фотосистемы II, однако, находится в мембране [[тилакоид]]а и осуществляет сборку и организацию её [[Реакционный центр|реакционного центра]] и других субъединиц, входящих в коровый комплекс<ref>{{cite journal | author =Torabi S, Umate P, Manavski N, Plöchinger M, Kleinknecht L, Bogireddi H, Herrmann RG, Wanner G, Schröder WP, Meurer J. | title =PsbN is required for assembly of the photosystem II reaction center in Nicotiana tabacum. | journal = Plant Cell. | volume = 26 | issue = 3 | pages = 1183-99| year = 2014 | month = March| pmid = 24619613| url = }}</ref>. Сомнения вызывает и субъединица S, которая отсутствует в суперкомплексе ФСII-ССКII, однако, этот вопрос остаётся спорным, поскольку поступают сообщения, что её можно обнаружить в димере ФСII<ref name="Low"/>.
За последние десятилетие было открыто множество дополнительных [[Белок|белков]], участвующих в работе фотосистемы II. Так, Psb27 играет важную роль в репарации и организации марганцевого кластера, Psb28 участвует в биогенезе CP47, Psb29 — в биогенезе ФСII у [[арабидопсис]]а и ''[[Synechocystis]]'', Psb30, широко распространённый в геномах фотосинтезирующих организмов и необходимый для стабильной работы ФСII, а Psb31 был обнаружен в водоокисляющем комплексе [[Диатомовые водоросли|диатомовой водоросли]] ''[[Chaetoceros gracilis]]''<ref>{{cite journal | author = Peter D. Mabbitt, Sigurd M. Wilbanks, Julian J. Eaton-Rye | title =Structure and function of the hydrophilic Photosystem II assembly proteins: Psb27, Psb28 and Ycf48 | journal =Plant Physiology and Biochemistry | volume = 81 | issue = | pages = 96–107| year = 2014 | month = August| doi = 10.1016/j.plaphy.2014.02.013| url = }}</ref>. Для некоторых из этих белков было показано, что они связаны со зрелой фотосистемой II или связываются с ней на определённых этапах её созревания и сборки, но, на данный момент, нет достаточной информации, которая позволила бы утверждать, что они являются конститутивной частью этого белкового комплекса. Процесс выделения и исследования малых субъединиц ФСII крайне затруднён из-за их маленькой [[Молекулярная масса|молекулярной массы]], большой [[Гидрофобность|гидрофобности]] и отсутствия явно выраженной кислотности-основности. По этой, а также ряду других причин до сих пор не существует единой модели строения фотосистемы II<ref name="Low"/>.
Редокс-агенты, участвующие в транспорте электронов, располагаются в центральной части — ядре — комплекса ФСII и связаны с интегральными белками D<sub>1</sub> и D<sub>2</sub>. Они имеют очень высокую степень [[Гомология (биология)|гомологии]] друг с другом по [[Первичная структура |первичному аминокислотному составу]], а также с L- и M-полипептидами [[Реакционный центр|реакционного центра]] [[Пурпурные бактерии|пурпурных бактерий]]. Любопытно отметить, что в отличии от [[Высшие растения|высших растений]] и [[Водоросли|водорослей]], у которых D<sub>1</sub> и D<sub>2</sub> представлены только одной копией на геном, у некоторых [[Цианобактерии|цианобактерий]] может иметься несколько копий D<sub>1</sub> и D<sub>2</sub>, которые могут по-разному экспрессироваться в зависимости от внешних условий<ref name="Vasil"/>. Белки образуют по пять трансмембранных [[Альфа-спираль|α-спиралей]], аминокислотные остатки которых связывают компоненты реакционного центра ФСII. На белках организован димер П<sub>680</sub>. кроме того, каждый из белков присоединяет ещё по три молекулы [[Хлорофилл a|хлорофилла a]] (дополнительные и сопровождающие хлорофиллы), молекулу [[феофитин]]а ''а'', [[Каротин|β-каротин]] и [[пластохинон]] (Q<sub>A</sub> связан с белком D<sub>2</sub>, а Q<sub>B</sub> — с белком D<sub>1</sub>). Между Q<sub>A</sub> и Q<sub>B</sub> находится [[ион]] двухвалентного [[Железо|железа]], в координации которого участвуют оба белка. Люменальный домен домен пептида D<sub>1</sub> присоединяет четыре иона [[Марганец|марганца]] и формирует марганцевый-кластер. Кроме белков D<sub>1</sub> и D<sub>2</sub> в состав ядра входит ФСII входят белки CP47 и CP43, которые составляют внутреннюю антенну, а так же цитохром b<sub>559</sub>{{sfn|Ермаков|2005|с=168-170}}.
Оптимизацию работы водоокисляющего комплекса обеспечивают три [[Гидрофобность|гидрофильных]] белка: P, Q и O (O, V и U у [[Цианобактерии|цианобактерий]]). Они составляют периферийный домен фотосистемы II. Эта группа белков, называемая белками водоокисляющего комплекса, располагаются на люменальной стороне мембраны вблизи марганцевого кластера и играют структурную, защитную и регуляторную роль в процессе окисления [[вода|воды]]. Белок O влияет на состояние марганцевого кластера, а два других белка важны для создания в области марганцевого кластера необходимый для окисления воды концентрации ионов [[кальций|кальция]] и [[хлор]]а. Хотя подавляющее число белков обоих фотосистем практически полностью состоит из α-спиралей, субъединицы P, Q и O напротив - практически полностью состоят из [[Β-лист|β-структур]], что делает их более прочными и устойчивыми к окислению{{sfn|Ермаков|2005|с=168-170}}.
Белок ядра [[Фотосистема I|фотосистемы I]] А гомологичен белкам D<sub>1</sub>+СP43 (молекулярная масса белка А соответствует сумме молекулярных масс белков D<sub>1</sub> и СP43) из фотосистемы II, а белок В гомологичен белкам D<sub>2</sub>+CP47 соответственно{{sfn|Хелдт|2011|с = 99}}.
=== Tyr<sub>z</sub> ===
Tyr<sub>z</sub> — остаток [[тирозин]]а белка D<sub>1</sub> (Tyr-161). Это промежуточный переносчик электронов, который переносит электроны между марганцевым кластером и П<sub>680</sub>. Перенос электронов происходит с образованием нейтрального радикала (Tyr<sub>z</sub> •){{sfn|Ермаков|2005|с=168-170}}.
=== Специальная пара П<sub>680</sub> ===
[[Файл:P680.png|thumb|320px|Структурная модель димера П<sub>680</sub>]]
П<sub>680</sub> — это пара [[Хлорофилл a|хлорофиллов a]], с максимумом поглощения 680 [[нм]]. Поглощая энергию света, он отдаёт один электрон на [[феофитин]], а сам окисляется и становится сильным окислителем П<sub>680</sub><sup>+</sup> с окислительно-восстановительным потенциалом +1,12 [[Вольт (единица измерения)|В]]<ref name="GP">{{cite journal | title = Spectroscopic properties of reaction center pigments in photosystem II core complexes: Revision of the multimer model | author = Grzegorz Raszewski, Bruce A. Diner, Eberhard Schlodder and Thomas Renger | journal = [[Biophys. J.]] | year = 2008 | volume = 95 | pages = 105–119 | doi = 10.1529/biophysj.107.123935}}</ref>, что позволяет ему индуцировать процесс окисления воды, окислительно-восстановительный потенциал которой +0,8 В. В то же время редокс-по-тенциал возбужденного П<sub>680</sub> находится в отрицательной области (менее —0,6 В). В отличии от специальной пары [[Фотосистема I|фотосистемы I]] и пары [[бактериохлорофиллы|бактериофиллов]] фотосистемы [[Пурпурные бактерии|пурпурных бактерий]], в П<sub>680</sub> хлорофиллы находятся на значительно большем расстоянии (5,2 [[Ангстрем|Å]] против 3,6 Å в П<sub>700</sub> и 3,5 Å в П<sub>870</sub>) и несколько наклонены относительно друг друга, что значительно снижает энергию экситонного сопряжения и замедляет скорость захвата энергии и в свою очередь ограничивает разделение зарядов. Медленная скорость захвата энергии позволяет регулировать уровни возбуждения в антенне ФСII, что защищает [[реакционный центр]] от фотоингибирования{{sfn|Ермаков|2005|161}}. Фотосистема II, так же как и реакционный центр [[Пурпурные бактерии|пурпурных бактерий]] — [[Асимметрия|асимметричен]] и две молекулы в димере не эквивалентны. Одна молекула хлорофилла а (П<sub>1</sub>) образует [[Водородная связь|водородные связи]] с аминокислотами белка D1<sub>1</sub> при помощи кетоэфирных групп в C<sub>9</sub> и C<sub>10</sub> положениях, а вторая молекула хлорофилла а (П<sub>2</sub>) образует только одну водородную связь. Поскольку П<sub>1</sub> образует большее число водородных связей, его редокс-потенциал выше и электрон движущая сила больше. В момент возбуждения димера, электрон переходит от П<sub>2</sub> к молекулы хлорофилла П<sub>1</sub> и образуется [[Диполь (электродинамика)|диполь]]. Из-за возникновения локального [[Электрическое поле|электрического поля]], происходит изменение конформации специальной пары, что облегчает дальнейший перенос электрона на [[феофитин]], а положительный заряд локализуется на одном из хлорофиллов<ref name=Rutherford2003>{{cite journal | vauthors = Rutherford AW, Faller P | title = Photosystem II: evolutionary perspectives | journal = Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences | volume = 358 | issue = 1429 | pages = 245–253 | date = 2003-01-29 | pmid = 12594932 | pmc = 1693113 | doi = 10.1098/rstb.2002.1186 | authorlink1 = Bill Rutherford }}</ref>.
=== Феофитин ===
Феофитин — первый акцептор электронов в фотосистеме II. Именно здесь происходит первичное фотохимическое разделение зарядов между фотовозбуждённым П<sub>680</sub><sup>*</sup> и Феофитином (E<sub>о</sub>‘ = —0,53 В). Перенос электрона электрона осуществляется в течении нескольких пикосекунд<ref>{{cite journal |doi= |author=Suleyman I. Allakhverdiev, Tatsuya Tomo, Yuichiro Shimada, Hayato Kindo, Ryo Nagao,
Vyacheslav V. Klimov, and Mamoru Mimuro|title=Redox potential of pheophytin a in photosystem II of two cyanobacteria having the different special pair chlorophylls|journal=PNAS |volume=107|issue=8 |pages= 3924–3929|year=February 23, 2010}}</ref>.
=== Пластохиноны Q<sub>A</sub> и Q<sub>B</sub> ===
В ФСII есть два сайта связывания пластонхинонов: в одном из них (Q<sub>A</sub>·Fe<sup>2+</sup>) постоянно находится связанный пластохинон в комплексе с [[Железо|железом]], а второй сайт (Q<sub>B</sub>) способен обратимо связывать свободные [[пластохинон]]ы мембраны. Оба пластохинона играют роль вторичных акцепторов электрона, принимая его от [[феофитин]]а. Перенос электрона между феофитином и пластохиноном происходит в первые 200 пикосекунд. Сначала, одноэлектронное восстановление Q<sub>A</sub> приводит к образованию [[семихинон]]а. Аминокислотное окружение, сайта Q<sub>A</sub> делает его крайне нестабильным и повышает его восстановительную способность (E<sub>о</sub>‘ = —0,13 В), так что он сразу же передаёт электрон на Q<sub>B</sub>. При этом Q<sub>A</sub> окисляется и готов принять следующий электрон от [[феофитин]]а, а Q<sub>B</sub> остаётся в форме семихинона до следующего акта передачи [[электрон]]ов, стабилизированный своим аминокислотным окружением. Получив от Q<sub>A</sub> второй электрон, Q<sub>B</sub> полностью восстанавливается, используя два [[протон]]а из стромального пространства. В форме Q<sub>B</sub>H<sub>2</sub> он диссоциирует из комплекса ФСII в [[Гидрофобность|гидрофобную]] фазу [[липидный бислой|мембраны]] и становится компонентом пула пластохинонов{{sfn|Ермаков|2005|168-170}}.
=== Цитохром b<sub>559</sub> ===
== Водоокисляющий комплекс ==
== См. также ==
* [[Цитохром b6f-комплекс]]
* [[Терминальная оксидаза]]
* [[Фотосистема I]]
* [[Фотосинтез]]
* [[Реакционный центр]]
== Примечания ==
{{примечания|2}}
== Литература ==
* {{книга
| автор = под ред. И. П. Ермакова.
| заглавие = Физиология растений
| издательство = Академия
| год = 2005
| страниц = 634
| ref = Ермаков
}}
* {{книга
| автор = С. С. Медведев
| заглавие = Физиология растений
| издательство = СПб: БХВ-Петербург
| год = 2013
| страниц = 335
| ref = Медведев
}}
* {{книга
| автор = Г.В. Хелдт
| заглавие = Биохимия растений
| издательство = пер. с англ. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний
| год = 2011
| страниц = 471
| ref = Хелдт
}}
* {{книга
| автор = Зитте П., Вайлер Э. В., Кадерайт Й. В. и др. Под ред. В. В. Чуб
| заглавие = Strasburger. Ботаника
| том = 2 Физиология растений
| издание = 35-е издание
| издательство = Академия
| год = 2008
| страниц = 495
| ref = Страсбургер
}}
== Ссылки ==
* [http://www.phomem.biophys.msu.ru/ Информационная система «Фотосинтетическая мембрана»]
* [http://fizrast.ru/fotosintez/etapy/fotohimiya/potok-elektonov.html «Циклический и нециклический поток электронов.»] в онлайн энциклопедии Физиология растений
[[Категория:Фотосинтез]]' |
Вики-текст новой страницы после правки ($1) (new_wikitext) | '[[Файл:PSII.png|thumb|upright=2|Структурно-функциональная организация комплекса ФСII (ССКII не показаны): (Mn)<sub>4</sub> — Mn-содержащий кластер, Tyr<sub>z</sub> — тирозин-161 белка D<sub>1</sub>, Tyr<sub>d</sub> — тирозин-161 белка D<sub>2</sub>, cyt''b''<sub>559</sub> — цитохром ''b''<sub>559</sub>, Хл<sub>Z</sub> и Хл<sub>D</sub> — сопровождающие хлорофиллы а, Q<sub>a</sub> и Q<sub>b</sub> — пластохиноны]]
'''Фотосисте́ма II''' (''вторая фотосистема'', ''фотосистема два'', ФСII), или '''H<sub>2</sub>O-пластохиноноксидоредуктаза''' — это первый функциональный комплекс электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) [[Хлоропласты|хлоропластов]]. Он расположен в [[тилакоид]]ной мембране всех [[высшие растения|растений]], [[водоросли|водорослей]], и [[Цианобактерии|цианобактерий]]. Поглощая энергию света входе первичных фотохимических реакций, он формирует сильный окислитель П<sub>860</sub><sup>+</sup>, который через цепь окислительно-восстановительных реакций способен вызвать окисление воды.
Окисляя воду, фотосистема II поставляет электроны в ЭТЦ хлоропласта, где они используются для восстановления [[НАДФ]]<sup>+</sup> или [[Фотосистема I#Циклический транспорт электронов#Циклическое фотофосфорилирование|циклического фосфорилирования]]. Протоны, образовавшиеся в результате окисления воды помогают создать протонный градиент, который в дальнейшем используется для синтеза [[АТФ]]<ref>{{cite journal |authors = Loll B, Kern J, Saenger W, Zouni A, Biesiadka J | title = Towards complete cofactor arrangement in the 3.0 Å resolution structure of photosystem II | journal = Nature | volume = 438 | issue = 7070 | pages = 1040–4 | date = December 2005 | pmid = 16355230 | doi = 10.1038/nature04224 }}</ref>. Фотохимическое окисление воды, осуществляемое фотосистемой II, сопровождается выделением молекулярного кислорода. Благодаря этому процессу фотосинтез растений является основным источником кислорода на Земле.
== Структурная организация фотосистемы II ==
{{Enzyme
| nom = Photosystème II
| image = PhotosystemII.PNG
| caption = Структура димера фотосистемы II из цианобактерии ''[[Thermosynechococcus elongatus]]'' <ref>{{PDB|2AXT}}</ref><ref name="10.1038/nature04224">
{{DOI|10.1038/nature04224}} {{PMID|16355230}}</ref>
| EC_number = 1.10.3.9
| index = 1.10.3.9
| IUBMB_EC_number = 1/10/3/9
| code GO =
}}
{{Pfam_box
| Symbol = PSII
| Name = Интегральный светособирающий комплекс фотосистемы II CP43/CP47
| image =PS2-complex.png
| width =
| caption =
| Pfam= PF00421
| InterPro= IPR000932
| SMART=
| Prosite =
| SCOP =
| TCDB = 3.E.2
| OPM family= 2
| OPM protein= 3arc
| PDB=
{{PDB3|1s5l}}b:1-501 {{PDB3|2axt}}B:1-501
}}
[[Файл:PSII-phosphorescent.png|thumb|right|261px|Фотосистема II и её субъединицы]]
Фотосистема II состоит из следующих [[Белковая субъединица|белковых субъединиц]] и [[кофактор]]ов<ref name="pmid14979726">{{cite journal | author = Ohad I, Dal Bosco C, Herrmann RG, Meurer J | title = Photosystem II proteins PsbL and PsbJ regulate electron flow to the plastoquinone pool | journal = Biochemistry | volume = 43 | issue = 8 | pages = 2297-308 | year = 2004 | month = March | pmid = 14979726 | doi = 10.1021/bi0348260 | url = }}</ref><ref name="Low">{{cite journal | author = Lan-Xin Shia, b, Wolfgang P. Schröder | title = The low molecular mass subunits of the photosynthetic supracomplex, photosystem II | journal = Biochim Biophys Acta| volume = 15 | issue = 1608 | pages = 75-96 | year = 2004| month = January |pmid =14871485|doi = 10.1016/j.bbabio.2003.12.004 | url = }}</ref><ref>{{cite journal | author =Govindjee, Jan F Kern, Johannes Messinger, John Whitmarsh | title = Photosystem II|url = http://www.life.illinois.edu/govindjee/Electronic%20Publications/2010/2010_govindjee_et_al_Encyclopedia%20of%20Life%20Sciences%282010%29.pdf}}</ref>{{sfn|Ермаков|2005|с=168-170}}:
{| class="wikitable"
|-
!Субъединицы
!Описание
|-
| row 3, cell 1| D1
| row 3, cell 2|32 [[Дальтон (единица измерения)|кДа]], интегральный коровый белок, несёт три хлорофилла а и один β-каротин
|-
| row 4, cell 1|D2
| row 4, cell 2|33 кДа, интегральный коровый белок, несёт три хлорофилла а и один β-каротин
|-
| row 5, cell 1|B(CP47)
| row 5, cell 2|47 кДа, около 510 аминокислот, связывает 16 молекул хлорофилла и 3 молекулы β-каротина, интегральная антенна ФСII, люмиальный домен связывается с марганцевым кластером
|-
| row 6, cell 1|C(CP43)
| row 6, cell 2|43 кДа, около 470 аминокислот, связывает около 13 молекул хлорофилла и 3 молекулы β-каротина, интегральная антенна ФСII, гомологичен B(CP47), менее плотно связан с ядром ФСII, что может играть важную роль при репарации после фотодеструкции
|-
| row 7, cell 1|E
| row 7, cell 2|9 кДа, у [[высшие растения|высших растений]] около 81 аминокислоты, α-субъединица цитохрома b<sub>559</sub>
|-
| row 15, cell 1|F
| 2 row 15, cell|4 кДа, у [[высшие растения|высших растений]] около 38 аминокислот, β-субъединица цитохрома b<sub>559</sub>
|-
| row 17, cell 1|H
| row 17, cell 2|7,7 кДа, по-видимому, играет роль в регуляции переноса электрона с Q<sub>A</sub> на Q<sub>B</sub>, стабилизирует CP47 и CP43
|-
| row 18, cell 1|I
| row 18, cell 2|4,8 кДа, мало различается у разных видов, необходим для сборки и функционирования ФСII, способствует образованию [[димер]]а фотосистем
|-
| row 19, cell 1|J
| row 19, cell 2|4,2 кДа, важна для сборки ФСII, регулирует поток электронов на пул пластохинонов
|-
| row 20, cell 1|K
| row 20, cell 2|4,1 кДа, у всех [[оксигенный фотосинтез|оксигенных]] организмов, образование димера ФСII, связывает дополнительный [[пластохинон]]
|-
| row 21, cell 1|L
| row 21, cell 2|4,3 кДа, необходим для работы сайта Q<sub>a</sub>, предотвращает возврат электрона с сайта Q<sub>b</sub> на Q<sub>a</sub>
|-
| row 22, cell 1|M
| row 22, cell 2|4,7 кДа, у всех [[оксигенный фотосинтез|оксигенных]] организмов, стабилизирует [[димер]] ФСII
|-
| row 24, cell 1|O
| row 24,cell 2|27 кДа, защищает ВОК, связывает ион кальция
|-
| row 25, cell 1|P
| row 25, cell 2|20 кДа, нет у [[Цианобактерии|цианобактерий]], защищает ВОК, регулирует ионное окружение
|-
| row 26, cell 1|Q
| row 26, cell 2|17 кДа, нет у [[Цианобактерии|цианобактерий]], защищает ВОК, регулирует ионное окружение
|-
| row 26, cell 1|R
| row 26, cell 2|12,8 кДа, играет роль якоря связывая субъединицу P и стабилизируя её
|-
| row 27, cell 1|S
| row 27, cell 2|22 кДа, нет в [[Цианобактерии|цианобактериях]], участвует в нефотохимическом тушении ССКII
|-
| row 28, cell 1|T(Tc)
| row 28, cell 2|3,8 кДа, стабилизирует сайт Q<sub>a</sub>, стабилизирует димер
|-
| row 28, cell 1|T(Tn)
| row 28, cell 2|3 кДа, только у [[Высшие растения|растений]] и [[Водоросли|водорослей]], имеет бисульфидный мостик, находится в люмене, функция неизвестна
|-
| row 28, cell 1|U
| row 28, cell 2|10 кДа, только у [[Цианобактерии|цианобактерий]], [[бурые водоросли|бурых]] и [[красные водоросли|красных]] водорослей, расположена в люмене, возможно поставляет ионы [[Кальций|кальция]] и [[хлор]]а работы ВОК, связывается с ФСII через субъединицу O или V
|-
| row 28, cell 1|V
| row 28, cell 2|12.1 кДа только у [[Цианобактерии|цианобактерий]], [[бурые водоросли|бурых]] и [[красные водоросли|красных]] водорослей, известна как цитохром c<sub>550</sub>, несёт [[Гем (биохимия)|гем]], оптимизирует работу ВОК
|-
| row 29, cell 1|W
| row 29, cell 2|6,1 кДа, только у [[Высшие растения|растений]] и [[Водоросли|водорослей]], участвует в образовании димера, сборке и репарации ФСII
|-
| row 30, cell 1|X
| row 30, cell 2|4,2 кДа, функция неизвестна
|-
| row 31, cell 1|Y
| row 31, cell 2|4,7 кДа, функция неизвестна
|-
| row 32, cell 1|Z
| row 32, cell 2|6,5 кДа, обеспечивает взаимодействие с тримером ССКII
|-
! [[Пигмент]]ы
!
|-
| row 9, cell 1|[[Хлорофилл a]]
| row 9, cell 2| 35 [[Молекула|молекул]] в антенной системе
|-
| row 13, cell 1|Хлорофилл a
| row 13, cell 2| 2 молекулы сопровождающих хлорофиллов (Хл<sub>D</sub>,Хл<sub>Z</sub>)
|-
| row 27, cell 1|Хлорофиллы а и a'
| row 27, cell 2|специальная пара П<sub>680</sub>
|-
| row 10, cell 1|[[β-каротин]]
| row 10, cell 2| 12 молекулы
|-
! [[Кофермент]]ы/Кофакторы
!
|-
| row 11, cell 1|[[Гем]] b559
| row 11, cell 2|[[Протопорфирин IX]], содержащий атом железа
|-
| row 12, cell 1|[[Феофитин]]
| row 12, cell 2|Первичный акцептор электронов
|-
| row 13, cell 1|[[Пластохинон]]
| row 13, cell 2|Мобильный переносчик электронов
|-
| row 14, cell 1|Марганцевый кластер
| row 14, cell 2|Также известен как водоокисляющий комплекс или ВОК
|-
| row 54, cell 1|Fe<sup>2+</sup>
| row 54, cell 2|Осуществляет перенос электрона от Q<sub>A</sub> к Q<sub>B</sub>
|-
| row 14, cell 1|Ca<sup>2+</sup>
| row 14, cell 2|ион [[Кальций|кальция]]
|-
| row 14, cell 1|Cl<sup>-</sup>
| row 14, cell 2|ион [[хлор]]а
|-
| row 14, cell 1|НCO<sub>3</sub><sup>-</sup>
| row 14, cell 2|[[гидрокарбонат]] [[анион]]
|}
У [[Эукариоты|эукариот]] большинство малых субъединиц, а также субъединиц окружающих ВОК (''psbO, psbP, psbQ, psbR, psbS, psbTn, psbW, psbX, psbZ'') кодируются в [[Клеточное ядро|ядре]]. Там же находятся гены семейства ''cab'', кодирующие белки ССКII. Такой способ распределения генов, когда большие коровые субъединицы белка остаются в хлоропласте, а относительно малые его субъединицы, выполняющие регуляторные функции, переносятся в ядро, позволяет эукариотической клетке лучше контролировать процесс фотосинтеза и помогает скоординировать работу двух [[геном]]ов<ref name="Vasil">{{книга | автор = | часть = | заглавие = The Photosynthetic Apparatus: Molecular Biology and Operation| оригинал = | ссылка = https://books.google.ru/books?id=88Ttx37OPjgC&pg=PA26&lpg=PA26&dq=cyanobacteria+use+cytochrome+c553+instead+of+plastocyanin&source=bl&ots=e1jURgyYvc&sig=c9mrUM0bQS29bkqbG7No46__ldw&hl=ru&sa=X&ei=VtO7VNbLHOPgywPw8YD4Bg&ved=0CE8Q6AEwCQ#v=onepage&q&f=false | викитека = | ответственный = Lawrence Bogorad, Indra K. Vasil |издание = | место = USA/UK| издательство = Academic Press, Ink. | год = 1991| volume = 7 | pages = 524| серия = | isbn = 9780323147231}}</ref>.
Субъединица G была исключена из списка субъединиц фотосистемы II, поскольку было показано, что она кодируется [[ген]]ом ''ndh'', который ответственен за синтез {{нп5|ферредоксин-НАДФ+-редуктаза|ферредоксин-НАДФ<sup>+</sup>-редуктазы|en|Ferredoxin—NADP(+) reductase}}, а следовательно не является частью фотосистемы II<ref name="Vasil" />. Для субъединицы N, которая кодируется в том же опероне, что и ''psbB'', было показано, что она не является частью комплекса фотосистемы II, однако, находится в мембране [[тилакоид]]а и осуществляет сборку и организацию её [[Реакционный центр|реакционного центра]] и других субъединиц, входящих в коровый комплекс<ref>{{cite journal | author =Torabi S, Umate P, Manavski N, Plöchinger M, Kleinknecht L, Bogireddi H, Herrmann RG, Wanner G, Schröder WP, Meurer J. | title =PsbN is required for assembly of the photosystem II reaction center in Nicotiana tabacum. | journal = Plant Cell. | volume = 26 | issue = 3 | pages = 1183-99| year = 2014 | month = March| pmid = 24619613| url = }}</ref>. Сомнения вызывает и субъединица S, которая отсутствует в суперкомплексе ФСII-ССКII, однако, этот вопрос остаётся спорным, поскольку поступают сообщения, что её можно обнаружить в димере ФСII<ref name="Low"/>.
За последние десятилетие было открыто множество дополнительных [[Белок|белков]], участвующих в работе фотосистемы II. Так, Psb27 играет важную роль в репарации и организации марганцевого кластера, Psb28 участвует в биогенезе CP47, Psb29 — в биогенезе ФСII у [[арабидопсис]]а и ''[[Synechocystis]]'', Psb30, широко распространённый в геномах фотосинтезирующих организмов и необходимый для стабильной работы ФСII, а Psb31 был обнаружен в водоокисляющем комплексе [[Диатомовые водоросли|диатомовой водоросли]] ''[[Chaetoceros gracilis]]''<ref>{{cite journal | author = Peter D. Mabbitt, Sigurd M. Wilbanks, Julian J. Eaton-Rye | title =Structure and function of the hydrophilic Photosystem II assembly proteins: Psb27, Psb28 and Ycf48 | journal =Plant Physiology and Biochemistry | volume = 81 | issue = | pages = 96–107| year = 2014 | month = August| doi = 10.1016/j.plaphy.2014.02.013| url = }}</ref>. Для некоторых из этих белков было показано, что они связаны со зрелой фотосистемой II или связываются с ней на определённых этапах её созревания и сборки, но, на данный момент, нет достаточной информации, которая позволила бы утверждать, что они являются конститутивной частью этого белкового комплекса. Процесс выделения и исследования малых субъединиц ФСII крайне затруднён из-за их маленькой [[Молекулярная масса|молекулярной массы]], большой [[Гидрофобность|гидрофобности]] и отсутствия явно выраженной кислотности-основности. По этой, а также ряду других причин до сих пор не существует единой модели строения фотосистемы II<ref name="Low"/>.
Редокс-агенты, участвующие в транспорте электронов, располагаются в центральной части — ядре — комплекса ФСII и связаны с интегральными белками D<sub>1</sub> и D<sub>2</sub>. Они имеют очень высокую степень [[Гомология (биология)|гомологии]] друг с другом по [[Первичная структура |первичному аминокислотному составу]], а также с L- и M-полипептидами [[Реакционный центр|реакционного центра]] [[Пурпурные бактерии|пурпурных бактерий]]. Любопытно отметить, что в отличии от [[Высшие растения|высших растений]] и [[Водоросли|водорослей]], у которых D<sub>1</sub> и D<sub>2</sub> представлены только одной копией на геном, у некоторых [[Цианобактерии|цианобактерий]] может иметься несколько копий D<sub>1</sub> и D<sub>2</sub>, которые могут по-разному экспрессироваться в зависимости от внешних условий<ref name="Vasil"/>. Белки образуют по пять трансмембранных [[Альфа-спираль|α-спиралей]], аминокислотные остатки которых связывают компоненты реакционного центра ФСII. На белках организован димер П<sub>680</sub>. кроме того, каждый из белков присоединяет ещё по три молекулы [[Хлорофилл a|хлорофилла a]] (дополнительные и сопровождающие хлорофиллы), молекулу [[феофитин]]а ''а'', [[Каротин|β-каротин]] и [[пластохинон]] (Q<sub>A</sub> связан с белком D<sub>2</sub>, а Q<sub>B</sub> — с белком D<sub>1</sub>). Между Q<sub>A</sub> и Q<sub>B</sub> находится [[ион]] двухвалентного [[Железо|железа]], в координации которого участвуют оба белка. Люменальный домен домен пептида D<sub>1</sub> присоединяет четыре иона [[Марганец|марганца]] и формирует марганцевый-кластер. Кроме белков D<sub>1</sub> и D<sub>2</sub> в состав ядра входит ФСII входят белки CP47 и CP43, которые составляют внутреннюю антенну, а так же цитохром b<sub>559</sub>{{sfn|Ермаков|2005|с=168-170}}.
Оптимизацию работы водоокисляющего комплекса обеспечивают три [[Гидрофобность|гидрофильных]] белка: P, Q и O (O, V и U у [[Цианобактерии|цианобактерий]]). Они составляют периферийный домен фотосистемы II. Эта группа белков, называемая белками водоокисляющего комплекса, располагаются на люменальной стороне мембраны вблизи марганцевого кластера и играют структурную, защитную и регуляторную роль в процессе окисления [[вода|воды]]. Белок O влияет на состояние марганцевого кластера, а два других белка важны для создания в области марганцевого кластера необходимый для окисления воды концентрации ионов [[кальций|кальция]] и [[хлор]]а. Хотя подавляющее число белков обоих фотосистем практически полностью состоит из α-спиралей, субъединицы P, Q и O напротив - практически полностью состоят из [[Β-лист|β-структур]], что делает их более прочными и устойчивыми к окислению{{sfn|Ермаков|2005|с=168-170}}.
Белок ядра [[Фотосистема I|фотосистемы I]] А гомологичен белкам D<sub>1</sub>+СP43 (молекулярная масса белка А соответствует сумме молекулярных масс белков D<sub>1</sub> и СP43) из фотосистемы II, а белок В гомологичен белкам D<sub>2</sub>+CP47 соответственно{{sfn|Хелдт|2011|с = 99}}.
=== Tyr<sub>z</sub> ===
Tyr<sub>z</sub> — остаток [[тирозин]]а белка D<sub>1</sub> (Tyr-161). Это промежуточный переносчик электронов, который переносит электроны между марганцевым кластером и П<sub>680</sub>. Перенос электронов происходит с образованием нейтрального радикала (Tyr<sub>z</sub> •){{sfn|Ермаков|2005|с=168-170}}.
=== Специальная пара П<sub>680</sub> ===
[[Файл:P680.png|thumb|320px|Структурная модель димера П<sub>680</sub>]]
П<sub>680</sub> — это пара [[Хлорофилл a|хлорофиллов a]], с максимумом поглощения 680 [[нм]]. Поглощая энергию света, он отдаёт один электрон на [[феофитин]], а сам окисляется и становится сильным окислителем П<sub>680</sub><sup>+</sup> с окислительно-восстановительным потенциалом +1,12 [[Вольт (единица измерения)|В]]<ref name="GP">{{cite journal | title = Spectroscopic properties of reaction center pigments in photosystem II core complexes: Revision of the multimer model | author = Grzegorz Raszewski, Bruce A. Diner, Eberhard Schlodder and Thomas Renger | journal = [[Biophys. J.]] | year = 2008 | volume = 95 | pages = 105–119 | doi = 10.1529/biophysj.107.123935}}</ref>, что позволяет ему индуцировать процесс окисления воды, окислительно-восстановительный потенциал которой +0,8 В. В то же время редокс-по-тенциал возбужденного П<sub>680</sub> находится в отрицательной области (менее —0,6 В). В отличии от специальной пары [[Фотосистема I|фотосистемы I]] и пары [[бактериохлорофиллы|бактериофиллов]] фотосистемы [[Пурпурные бактерии|пурпурных бактерий]], в П<sub>680</sub> хлорофиллы находятся на значительно большем расстоянии (5,2 [[Ангстрем|Å]] против 3,6 Å в П<sub>700</sub> и 3,5 Å в П<sub>870</sub>) и несколько наклонены относительно друг друга, что значительно снижает энергию экситонного сопряжения и замедляет скорость захвата энергии и в свою очередь ограничивает разделение зарядов. Медленная скорость захвата энергии позволяет регулировать уровни возбуждения в антенне ФСII, что защищает [[реакционный центр]] от фотоингибирования{{sfn|Ермаков|2005|161}}. Фотосистема II, так же как и реакционный центр [[Пурпурные бактерии|пурпурных бактерий]] — [[Асимметрия|асимметричен]] и две молекулы в димере не эквивалентны. Одна молекула хлорофилла а (П<sub>1</sub>) образует [[Водородная связь|водородные связи]] с аминокислотами белка D1<sub>1</sub> при помощи кетоэфирных групп в C<sub>9</sub> и C<sub>10</sub> положениях, а вторая молекула хлорофилла а (П<sub>2</sub>) образует только одну водородную связь. Поскольку П<sub>1</sub> образует большее число водородных связей, его редокс-потенциал выше и электрон движущая сила больше. В момент возбуждения димера, электрон переходит от П<sub>2</sub> к молекулы хлорофилла П<sub>1</sub> и образуется [[Диполь (электродинамика)|диполь]]. Из-за возникновения локального [[Электрическое поле|электрического поля]], происходит изменение конформации специальной пары, что облегчает дальнейший перенос электрона на [[феофитин]], а положительный заряд локализуется на одном из хлорофиллов<ref name=Rutherford2003>{{cite journal | vauthors = Rutherford AW, Faller P | title = Photosystem II: evolutionary perspectives | journal = Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences | volume = 358 | issue = 1429 | pages = 245–253 | date = 2003-01-29 | pmid = 12594932 | pmc = 1693113 | doi = 10.1098/rstb.2002.1186 | authorlink1 = Bill Rutherford }}</ref>.
=== Феофитин ===
Феофитин — первый акцептор электронов в фотосистеме II. Именно здесь происходит первичное фотохимическое разделение зарядов между фотовозбуждённым П<sub>680</sub><sup>*</sup> и Феофитином (E<sub>о</sub>‘ = —0,53 В). Перенос электрона электрона осуществляется в течении нескольких пикосекунд<ref>{{cite journal |doi= |author=Suleyman I. Allakhverdiev, Tatsuya Tomo, Yuichiro Shimada, Hayato Kindo, Ryo Nagao,
Vyacheslav V. Klimov, and Mamoru Mimuro|title=Redox potential of pheophytin a in photosystem II of two cyanobacteria having the different special pair chlorophylls|journal=PNAS |volume=107|issue=8 |pages= 3924–3929|year=February 23, 2010}}</ref>.
=== Пластохиноны Q<sub>A</sub> и Q<sub>B</sub> ===
В ФСII есть два сайта связывания пластонхинонов: в одном из них (Q<sub>A</sub>·Fe<sup>2+</sup>) постоянно находится связанный пластохинон в комплексе с [[Железо|железом]], а второй сайт (Q<sub>B</sub>) способен обратимо связывать свободные [[пластохинон]]ы мембраны. Оба пластохинона играют роль вторичных акцепторов электрона, принимая его от [[феофитин]]а. Перенос электрона между феофитином и пластохиноном происходит в первые 200 пикосекунд. Сначала, одноэлектронное восстановление Q<sub>A</sub> приводит к образованию [[семихинон]]а. Аминокислотное окружение, сайта Q<sub>A</sub> делает его крайне нестабильным и повышает его восстановительную способность (E<sub>о</sub>‘ = —0,13 В), так что он сразу же передаёт электрон на Q<sub>B</sub>. При этом Q<sub>A</sub> окисляется и готов принять следующий электрон от [[феофитин]]а, а Q<sub>B</sub> остаётся в форме семихинона до следующего акта передачи [[электрон]]ов, стабилизированный своим аминокислотным окружением. Получив от Q<sub>A</sub> второй электрон, Q<sub>B</sub> полностью восстанавливается, используя два [[протон]]а из стромального пространства. В форме Q<sub>B</sub>H<sub>2</sub> он диссоциирует из комплекса ФСII в [[Гидрофобность|гидрофобную]] фазу [[липидный бислой|мембраны]] и становится компонентом пула пластохинонов{{sfn|Ермаков|2005|168-170}}.
=== Цитохром b<sub>559</sub> ===
Цитохром b<sub>559</sub> — гетородимерный белок, который состоит из одной [[Альфа-спираль|альфа]] (PsbE) и одной [[Β-лист|бета]] (PsbF) субъединицы, между которыми расположен [[Гем (биохимия)|гем]]. Он является одним из основных компонентов ядра фотосиcтемы II. Хотя цитохром b<sub>559</sub> и не принимает участия в основном транспорте электронов, он играет важнейшую роль во вспомогательном или циклическом транспорте электронов, который позволяет восстановить окисленный П<sub>680</sub> при заблокированном потоке электронов от [[вода|воды]].
В ФСII обнаружены две формы цитохрома b<sub>559</sub>: высокопотенциальная (b<sub>559</sub>''H'' E<sub>о</sub>‘ = +0,37 В) и низкопотенциальная (b<sub>559</sub>''L'' E<sub>о</sub>‘ = +0,08 В). Высокопотенциальная форма протонирована, низкопотенциальная — депротонирована. При определённых условиях наблюдается взаимопревращение одной формы в другую, поэтому цитохром b<sub>559</sub> может осуществлять не только циклический транспорт электронов, но и трансмембранный транспорт протонов в люмен ходе [[Окислительно-восстановительные реакции|редокс-реакций]]<ref name="">{{cite journal |author=Daniel I. Arnon and George M.-S. Tang |title=Cytochrome b-559 and proton conductance in oxygenic photosynthesis |journal=Proc Natl Acad Sci U S A.|volume=85 |pages=9524–9528 |year=1988 |pmid= 282786|issue=24}}</ref>.
== Водоокисляющий комплекс ==
== См. также ==
* [[Цитохром b6f-комплекс]]
* [[Терминальная оксидаза]]
* [[Фотосистема I]]
* [[Фотосинтез]]
* [[Реакционный центр]]
== Примечания ==
{{примечания|2}}
== Литература ==
* {{книга
| автор = под ред. И. П. Ермакова.
| заглавие = Физиология растений
| издательство = Академия
| год = 2005
| страниц = 634
| ref = Ермаков
}}
* {{книга
| автор = С. С. Медведев
| заглавие = Физиология растений
| издательство = СПб: БХВ-Петербург
| год = 2013
| страниц = 335
| ref = Медведев
}}
* {{книга
| автор = Г.В. Хелдт
| заглавие = Биохимия растений
| издательство = пер. с англ. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний
| год = 2011
| страниц = 471
| ref = Хелдт
}}
* {{книга
| автор = Зитте П., Вайлер Э. В., Кадерайт Й. В. и др. Под ред. В. В. Чуб
| заглавие = Strasburger. Ботаника
| том = 2 Физиология растений
| издание = 35-е издание
| издательство = Академия
| год = 2008
| страниц = 495
| ref = Страсбургер
}}
== Ссылки ==
* [http://www.phomem.biophys.msu.ru/ Информационная система «Фотосинтетическая мембрана»]
* [http://fizrast.ru/fotosintez/etapy/fotohimiya/potok-elektonov.html «Циклический и нециклический поток электронов.»] в онлайн энциклопедии Физиология растений
[[Категория:Фотосинтез]]' |
Унифицированная разница изменений правки ($1) (edit_diff) | '@@ -184,6 +184,10 @@
В ФСII есть два сайта связывания пластонхинонов: в одном из них (Q<sub>A</sub>·Fe<sup>2+</sup>) постоянно находится связанный пластохинон в комплексе с [[Железо|железом]], а второй сайт (Q<sub>B</sub>) способен обратимо связывать свободные [[пластохинон]]ы мембраны. Оба пластохинона играют роль вторичных акцепторов электрона, принимая его от [[феофитин]]а. Перенос электрона между феофитином и пластохиноном происходит в первые 200 пикосекунд. Сначала, одноэлектронное восстановление Q<sub>A</sub> приводит к образованию [[семихинон]]а. Аминокислотное окружение, сайта Q<sub>A</sub> делает его крайне нестабильным и повышает его восстановительную способность (E<sub>о</sub>‘ = —0,13 В), так что он сразу же передаёт электрон на Q<sub>B</sub>. При этом Q<sub>A</sub> окисляется и готов принять следующий электрон от [[феофитин]]а, а Q<sub>B</sub> остаётся в форме семихинона до следующего акта передачи [[электрон]]ов, стабилизированный своим аминокислотным окружением. Получив от Q<sub>A</sub> второй электрон, Q<sub>B</sub> полностью восстанавливается, используя два [[протон]]а из стромального пространства. В форме Q<sub>B</sub>H<sub>2</sub> он диссоциирует из комплекса ФСII в [[Гидрофобность|гидрофобную]] фазу [[липидный бислой|мембраны]] и становится компонентом пула пластохинонов{{sfn|Ермаков|2005|168-170}}.
=== Цитохром b<sub>559</sub> ===
+Цитохром b<sub>559</sub> — гетородимерный белок, который состоит из одной [[Альфа-спираль|альфа]] (PsbE) и одной [[Β-лист|бета]] (PsbF) субъединицы, между которыми расположен [[Гем (биохимия)|гем]]. Он является одним из основных компонентов ядра фотосиcтемы II. Хотя цитохром b<sub>559</sub> и не принимает участия в основном транспорте электронов, он играет важнейшую роль во вспомогательном или циклическом транспорте электронов, который позволяет восстановить окисленный П<sub>680</sub> при заблокированном потоке электронов от [[вода|воды]].
+
+В ФСII обнаружены две формы цитохрома b<sub>559</sub>: высокопотенциальная (b<sub>559</sub>''H'' E<sub>о</sub>‘ = +0,37 В) и низкопотенциальная (b<sub>559</sub>''L'' E<sub>о</sub>‘ = +0,08 В). Высокопотенциальная форма протонирована, низкопотенциальная — депротонирована. При определённых условиях наблюдается взаимопревращение одной формы в другую, поэтому цитохром b<sub>559</sub> может осуществлять не только циклический транспорт электронов, но и трансмембранный транспорт протонов в люмен ходе [[Окислительно-восстановительные реакции|редокс-реакций]]<ref name="">{{cite journal |author=Daniel I. Arnon and George M.-S. Tang |title=Cytochrome b-559 and proton conductance in oxygenic photosynthesis |journal=Proc Natl Acad Sci U S A.|volume=85 |pages=9524–9528 |year=1988 |pmid= 282786|issue=24}}</ref>.
+
== Водоокисляющий комплекс ==
== См. также ==
' |
Новый размер страницы ($1) (new_size) | 36293 |
Старый размер страницы ($1) (old_size) | 34156 |
Изменение размера в правке ($1) (edit_delta) | 2137 |
Добавленные в правке строки ($1) (added_lines) | [
0 => 'Цитохром b<sub>559</sub> — гетородимерный белок, который состоит из одной [[Альфа-спираль|альфа]] (PsbE) и одной [[Β-лист|бета]] (PsbF) субъединицы, между которыми расположен [[Гем (биохимия)|гем]]. Он является одним из основных компонентов ядра фотосиcтемы II. Хотя цитохром b<sub>559</sub> и не принимает участия в основном транспорте электронов, он играет важнейшую роль во вспомогательном или циклическом транспорте электронов, который позволяет восстановить окисленный П<sub>680</sub> при заблокированном потоке электронов от [[вода|воды]].',
1 => false,
2 => 'В ФСII обнаружены две формы цитохрома b<sub>559</sub>: высокопотенциальная (b<sub>559</sub>''H'' E<sub>о</sub>‘ = +0,37 В) и низкопотенциальная (b<sub>559</sub>''L'' E<sub>о</sub>‘ = +0,08 В). Высокопотенциальная форма протонирована, низкопотенциальная — депротонирована. При определённых условиях наблюдается взаимопревращение одной формы в другую, поэтому цитохром b<sub>559</sub> может осуществлять не только циклический транспорт электронов, но и трансмембранный транспорт протонов в люмен ходе [[Окислительно-восстановительные реакции|редокс-реакций]]<ref name="">{{cite journal |author=Daniel I. Arnon and George M.-S. Tang |title=Cytochrome b-559 and proton conductance in oxygenic photosynthesis |journal=Proc Natl Acad Sci U S A.|volume=85 |pages=9524–9528 |year=1988 |pmid= 282786|issue=24}}</ref>.',
3 => false
] |
Удалённые в правке строки ($1) (removed_lines) | [] |
Была ли правка сделана через выходной узел сети Tor (tor_exit_node) | 0 |
Unix-время изменения ($1) (timestamp) | 1424602800 |