DSCN6199 (Kopiowanie)

y Metabolizm 183

(por. również rozdział 3.1.6 i ryc. 3-20). Układ sprzężonych naprzemiennych wiązań pojedynczych i podwójnych tworzy tzw. układ rezonansowy (ryc. 5-19), który stwarza możliwość różnego rozmieszczenia elektronów zewnętrznych bez konieczności przesunięć atomów we wnętrzu molekuły. Taki układ zawiera ruchliwe elektrony, tzw. elektrony pi. które nic są związane z poszczególnymi wiązaniami bądź atomami, lecz z układem rezonansowym jako całością. Ich wybicie z cząsteczki chlorofilu nie wiąże się zatem z nazbyt dużymi nakładami energii.

Znamy kilka odmian chlorofilu, z których najważniejsze to chlorofile a. b i P-700. Chlorofil ó jest jak gdyby utlenioną formą chlorofilu a (ma o jeden atom tlenu więcej i o dwa atomy wodoru mniej). Chlorofil gnaj intensywniej pochłania światło czerwone o długości fali ok. 680 nm i światło fioletowe o długości fali 440 nm (ryc. 5-22). Od pochłanianej długości fali przyjęto chlorofil a określać skrótem P-680 (P - skrót od słowa „pigment"). Natomiast chlorofil P-700 pochłania w największej mierze światło purpurowe o nieco dłuższej fali, 700 nm.

Ryc. 5 - 22. Krzywa absorpcji światła chlorofilów a i P-700 oraz karotenu. Chlorofile najsilniej pochłania światło fioletowe (440 nm) i czerwone (680 nm). Chlorofil b (który jest utlenioną formą chlorofilu a i występuje w mniejszej liczbie organizmów) pochłania najintensywniej światło niebieskie i pomarańczowoczcrwone. Chlorofil P-700 posiada szczyt krzywej absorpcji dla światła purpurowego o długości fali 700 nm. Karoten pochłania światło niebieskie i zielone (maximum dla długości fali 480 nm, tj. światła niebieskiego). 560 nm - długość fali graniczna dla przejścia światła zielonego w żółte.

Aby elektrony mogły zostać przetransportowane z wody do NADP, musi nastąpić zwiększenie enctgii wewnętrznej układu. Wymaganej energii dostarczają fotony (kwanty światła) wyłapywane w dwóch miejscach łańcucha przenośników. Jeden foton umożliwia wybicie (nich) jednego elektronu.

Układami wyłapującymi fotony są tzw. układy antenowe (zespoły antenowe - ang. ant en na complexes). Nazwano je tak po stwierdzeniu faktu, że wyłapują fotony ogniskując je na jednej cząsteczce chlorofilu będącej „odbiornikiem”, podobnie jak antena zbiera falę elektromagnetyczną i skierowuje ją do odbiornika. Każdy z tych układów zbudowany jest z kilkuset cząsteczek chlorofilu, prawdopodobnie ułożonych w system „parabolicznych zwierciadeł” czy „anten”, dzięki któremu foton zogniskowany zostaje na jednej cząsteczce chlorofilu w miejscu najbardziej przydatnym do wykorzystania jego energii. Prócz chlorofilu w układzie antenowym występują inne barwniki, np. karoten i ksantofil, a każda z cząsteczek barwnika połączona jest z białkiem. Układy antenowe związane są z wewnętrzną powierzchnią błon gran.

Pierwszy foton zostaje zaabsorbowany przez układ antenowy i energia wzbudzenia zostaje natychmiast przeniesiona na cząsteczkę chlorofilu P-680 (ryc. 5-21). Powoduje to przeniesienie elektronu z chlorofilu P-680 w kierunku zewnętrznej powierzchni błony. Następny foton wzbudza ruch następnego elektronu. Dwie cząsteczki utlenionego (wzbudzonego) P-680 zostają natychmiast zredukowane przez dwa elektrony z molekuły wody. W ten sposób cząsteczka wody ulega rozbiciu aa atom tlenu (który opuszcza chloroplast) i dwa protony, pozostałe we wnętrzu grana (elektrony wniknęły w obręb molekuł chlorofilu P-680). Proces rozbicia cząsteczki IM) nazywamy fotolizą wody, a niezbędny do tego celu jest atom manganu, stanow iący składnik białka enzymatycznego.

Dwa wybite z chlorofilu elektrony przenoszone są naplastochjnon. w skrócie PQ, o podobnej budowie do ubichinonu. Zredukowany płastochinon (PQH,) wędruje ponownie do wnętrza grana.