[생물 임용 노트]광합성 - 2) 광인산화: 광계의 구조와 전자 흐름

광계에서 전자의 흐름

광계에서 전자의 흐름

광계Ⅱ(PSⅡ)의 구조와 전자 흐름

광계Ⅱ는 유사한 D1, D2 단백질이 이량체를 형성하여 플라스토 퀴논으로 전자를 전달한다. 이후 이 전자는 Cytochrome b₆f complex로 전달된다.

광계Ⅱ의 구조

OEC(산소방출 복합체)에서 방출된 전자를 받아 중심색소(P680)로 전달하고, Pheo(pheophytin)을 거쳐 두 PQ(플라스토 퀴논)를 거쳐 Cytochrome b₆f complex로 전달된다.

**pheophytin(페오피틴): 구조적으로 엽록소와 같으나 중심에 금속이온(Mg²⁺)이 없는 분자이다.

 

Cytochrome b₆f complex의 구조와 전자 흐름

Fe-S 중심, Cytochrome b₆, Cytochrome f 등으로 구성된 복합체이다.  

Cytochrome b6f complex의 구조

광계Ⅱ에서 플라스토 퀴논을 통해 전달 받은 2개의 전자 중,

1. 하나는 Fe-S 중심을 거쳐 Cytochrome f로 전달되고 이것이 PC(플라스토시아닌)으로 전달된다.

2. 하나는 Cytochrome b₆의 두 헴기(b_H, b_L)를 거쳐 다시 PQ로 전달한다.

 

이 과정에서 전자 1개당 2개의 H⁺가 기질에서 틸라코이드 내부로 펌핑된다.

→ 광계Ⅱ에서 전달된 2개의 전자로 4개의 H⁺를 펌핑할 수 있다.

광계Ⅰ(PSⅠ)의 구조와 전자 흐름

P700이 PC로부터 전자를 받아 Fd(ferredoxin)으로 전달하고 이는 Fd:NADP⁺ oxidoreductase로 전달되어 NADP⁺로 전달되도록 한다. 광계Ⅰ 주위에 많은 안테나 엽록소와 카로티노이드가 정밀하게 배열되어 있다.

**PC(플라스토시아닌): 구리를 보조인자로 갖는 전자전달 효소의 일종이다.

PC로 부터 받은 전자를 A0, A1과 같은 Chl(엽록소; Chlorophyll)을 거치며 전달하고 최종적으로 Fd로 전달한 뒤,

1. 순환적 광인산화 경로 - Cytochrome b₆f complex로 전자를 전달

2. 비순환적 광인산화 경로 - Fd:NADP⁺ oxidoreductase로 전자를 전달

를 선택해 전자를 전달한다.