PHỨC HỆ TRUNG TÂM PHẢN ỨNG
Chia sẻ bởi Lý Minh Tuấn |
Ngày 18/03/2024 |
8
Chia sẻ tài liệu: PHỨC HỆ TRUNG TÂM PHẢN ỨNG thuộc Sinh học
Nội dung tài liệu:
TRƯỜNG ĐH SÀI GÒN
LỚP DSI1081
BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN : QUANG HỢP
GVHD: THẦY HOÀNG MINH TÂM
TỔ 1:
TÔ HOÀNG YẾN
NGUYỄN VĂN TÚ
PHẠM THỊ MỸ HẠNH
CAO THỊ THUỲ TRANG
LÊ KIM YẾN
HUỲNH THỊ DIỄM THÚY
ĐỖ NGUYỄN HỒNG HẠNH
MAI THỊ TRÀ GIANG
CHƯƠNG 6:
PHỨC HỆ TRUNG TÂM PHẢN ỨNG
CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN:
NGUỒN GỐC CƠ BẢN VỀ CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TRUNG TÂM PHẢN ỨNG.
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KHÁI NIỆM TRUNG TÂM PHẢN ỨNG.
TRUNG TÂM PHẢN ỨNG CỦA VI KHUẨN TÍM.
NHỮNG PHÂN TÍCH VỀ LÝ THUYẾT CỦA PHẢN ỨNG VẬN CHUYỂN ELECTRON.
SỰ GIẢM QUINONE, VAI TRÒ CỦA Fe VÀ CON ĐƯỜNG HẤP THU PROTON.
CẤU TRÚC CỦA PHỨC HỆ 2 VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN ELECTRON.
PHỨC HỆ TẠO OXY, CƠN CHẾ CỦA VIỆC OXY HÓA NƯỚC BỞI PHỨC HỆ 2.
CẤU TRÚC CỦA PHỨC HỆ 1 VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN ELECTRON.
Phức hệ trung tâm phản ứng là những tế bào mang sắc tố.
Tất cả trung tâm phản ứng dưới sự điều khiển của ánh sáng thực hiện
vận chuyển điện tử . Kết quả là tạo ra lớp tích điện ngăn chặn qua màng.
Ngoài ra 1 vài trung tâm phản ứng như là cái bơm proton, và vận
chuyển điện tử có liên quan đến quinones.
Đặc tính hóa học của một phân tử bị kích thích có thể sẽ khác biệt hơn từ
những phân tử giống nhau thuộc cùng nhóm hoặc có trạng thái năng
lượng thấp nhất.
Kết quả cuối cùng: phân tử bị kích động là tác nhân khử mạnh sẵn
sàng bỏ 1e để nhận 1e ở gần đó.
Chu trình quang hóa là chủ yếu trong chu trình vận
chuyển điện tử ở trạng thái bị kích thích trong quang hợp
và tại đó năng lượng ánh sáng được biến đổi thành năng
lượng hóa học.
Sản phẩm của quá trình này là chất nhị trùng của lục lạp
và một phân tử nhận điện tứ khứ.Cả hai đều có nguồn gốc
từ những ion mang điện và những gốc tự do với một điện
tử độc thân.
Trung tâm phản ứng lấy năng lượng ánh sáng và sử dụng
nó để thực hiện những phản ứng vận chuyển điện tử.
Ngay lập tức sau quá trình vận chuyển điện tử thì hệ
thống đạt trạng thái cân bằng tại điểm tới hạn.Chủ yếu sự
oxi hóa phân tử cho điện tử được đặt kế tiếp phân tử nhận
Đây được gọi là quá trình tái kết hợp,kết quả trong sự
chuyển đổi giải phóng năng lượng photon,không có bất kì
cơ hội nào được lưu trữ.
II.SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NHỮNG KHÁI NIỆM VỀ TRUNG TÂM PHẢN ỨNG
- Ban đầu người ta cho rằng trung tâm phản ứng là một phức hệ
xác định, nó nằm riêng biệt và có thể được tách rời từ bộ máy
quang hợp. Trung tâm phản ứng gồm những protein bất hoạt,
chất sắc tố và những yếu tố khác.
- Để giải thích cho những lời nhận xét trên Enerson và Arnold
đã đưa ra những thí nghiệm về trung tâm phản ứng ( ở chương 3 và
5). Những thí nghiệm này cho thấy rằng việc hoàn thành quá trình
quang hợp không phải được thực hiện hoàn toàn nhờ diệp lục.
II.SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NHỮNG KHÁI NIỆM VỀ TRUNG TÂM PHẢN ỨNG
- Ban đầu người ta cho rằng trung tâm phản ứng là một
phức hệ xác định, nó nằm riêng biệt và có thể được tách rời
từ bộ máy quang hợp. Trung tâm phản ứng gồm những
protein bất hoạt,chất sắc tố và những yếu tố khác.
- Để giải thích cho những lời nhận xét trên Enerson và
Arnold đã đưa ra những thí nghiệm về trung tâm phản ứng (
ở chương 3 và 5). Những thí nghiệm này cho thấy rằng việc
hoàn thành quá trình quang hợp không phải được thực hiện
hoàn toàn nhờ diệp lục.
Vi khuẩn tía có trung tâm phản ứng sinh hóa lần đầu tiên được tách
ra và mô tả. Trung tâm phản ứng này là một phần tử tách biệt, lần đầu
tiên được trình bày rõ ràng ở sinh vật.
Sau đó Clayton bắt đầu tìm cách tách và tinh chế phức hệ trung
tâm phản ứng và ông thành công cuối thập kỉ 1960.
- Năm 1950 Duysens đã tìm thấy vi khuẩn tía, vi khuẩn tía này hấp
thu nhanh nhờ sự thay đổi kích thước. Từ đó ông cho rằng một vài
sắc tố đã có mặt trong vi khuẩn tía (nhưng chưa biết rĩ lí do). Những
khám phá tương tự được theo dõi trong quang hệ 1 bởi Bessel
Kok(1957) và QH2 bởi Horst Witt(1967).
III.TRUNG TÂM PHẢN ỨNG CỦA VI KHUẨN TÍM
Khi tế bào bị phá vỡ, nó nằm trong những túi này và gọi là tế bào sắc tố ( Chromatophores ), trong đó Cytochromes ( C ) - trung tâm cho electron.
Nhờ chất tẩy rửa, có thể loại ra những trung tâm phản ứng này và làm sạch
chất màu đi dựa vào kĩ thuật sinh hóa.
Trung tâm phản ứng được tạo thành gồm mỗi bản sao của 3 hoặc 4 loại
protein ( Subunit ):
Light ( L ).
Heavy ( H ).
Medium ( M ).
Cytochrome ( C ).
Tùy thuộc vào loài.
Những qui ước này lập ra khi chưa biết đến khối lượng của những prô này,
trên thực tế thì H có khối lượng thấp nhất, kế đến là L và M
HÌNH: CẤU TRÚC TRUNG TÂM PHẢN ỨNG CỦA Rhodobacter sphaeroides
ĐỘNG HỌC VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN ĐiỆN TỬ TRONG TRUNG TÂM PHẢN ỨNG CỦA VI KHUẨN TÍM
IV. SỰ PHÂN TÍCH VỀ MẶT LÝ THUYẾT CỦA NHỮNG PHẢN ỨNG CỦA SỰ VẬN CHUYỂN ĐIỆN TỬ
Quá trình vận chuyển điện tử có thể
được xem như là quá trình nghỉ của
điện tử. Theo công thức 6.1:
Dred + Aox → Dox + Ared
V. SỰ GIẢM QUINONES, VAI TRÒ Fe VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN PROTON
a/ Các loại Quinon.
b/ Sự giảm Quinon.
c/ Con đường hấp thụ proton.
Quinone
Quinon hay benzoquinon là một trong số hai đồng phân của xyclohexadienedion. Chúng có công thức hóa học tổng quát là C6H4O2. Orthobenzoquinon là 1,2-dion, trong khi parabenzoquinon là 1,4-dion.
1,2 – Benzo quinone
1,4 – Benzo quinone
CÁC DẠNG QUINONE
SỰ GIẢM QUINONE
CON ĐƯỜNG HẤP THỤ PROTON
Sau vòng thuần hoàn thứ hai của trung tâm phản ứng, một quinone mới được hình thành trong QB, Quinone này được giải phóng từ phất chất vào trong màng hidrocacbon và được thay thế bằng 1 quinone oxi hóa.
Quá trình này chuyển toàn bộ 2 electron từ TB sắc tố đến quinone và lấy 2 proton từ TB chất.
Trung tâm phản ứng và phức hợp bc1 cùng hoạt động, sử dụng năng lượng ánh sáng để bơm những proton từ Tb chất sang TB chât ngoại vi.
NL tự do được cất giữ trong gradien được chuyển đổi thành năng lượng photphat trong ATP.
VAI TRÒ CỦA Fe
Các phân tử Fe cở dạng Fe2+ quay tròn, mức năng
lượng thấp và không biểu hiện phạm vi EPR. Trong
điều kiện này, cặp Fe2+ và Q- quay tròn làm phát
sinh tín hiệu EPR.
Vị trí của các Fe2+ giữa hai quinone cho ta một gợi
ý về việc chuyền điện tử giữa hai quinone. Tuy
nhiên, nhiều bằng chứng cho thấy rằng gợi ý này
không đúng.
Có thể, Fe2+ phục vụ chủ yếu cho một chức năng cấu
trúc để giữ hai nửa phức hợp lại với nhau
I/ GIỚI THIỆU VỀ PSII:
PSII chỉ có trong những trung tâm phản ứng quang hợp của những
sinh vật hiếu khí.
PSII có khả năng oxh H2O -> O2.
Những phân tử O2 trong khí quyển có nguồn gốc từ những phân tử
O2 được sản xuất ra bởi PSII.
Phản ứng tổng thể của PSII thực hiện quá trình oxh:
2H2O + 2PQ -> O2 + 2PQH2
PQ: plastoquinone
VI. CẤU TRÚC VÀ SỰ VẬN CHUYỂN ELECTRON CỦA PHỨC HỆ 2 ( PS II )
I/ GIỚI THIỆU VỀ PSII:
PSII chỉ có trong những trung tâm phản ứng quang hợp của những
sinh vật hiếu khí.
- PSII có khả năng oxh H2O -> O2.
Những phân tử O2 trong khí quyển có nguồn gốc từ những phân tử
O2 được sản xuất ra bởi PSII.
Phản ứng tổng thể của PSII thực hiện quá trình oxh:
2H2O + 2PQ -> O2 + 2PQH2
PQ: plastoquinone
CẤU TRÚC VÀ SỰ CHUYỂN GIAO ĐIỆN TỬ CỦA PSII:
HÌNH 1: SỰ CHUYỂN GIAO ĐIỆN TỬ TRONG PSII
HÌNH 2 : SỰ SẮP XẾP CỦA D1, D2, CP43, CP47 TRONG PSII
HÌNH 3: NHIỀU PSII TRONG MÀNG THYLACOIT.
VII. PHỨC HỆ TẠO OXY – CƠ CHẾ CỦA SỰ OXY HÓA NƯỚC BỞI PHỨC HỆ II
1. PHỨC HỆ TẠO OXY ( OEC ) – MÔ HÌNH TRẠNG THÁI S
OEC xảy ra sự oxi hóa H2O tạo O2 :
2H2O O2 + 4H+ + 4e-
Tại pH = 7 thì năng lượng tạo ra ở bán phản ứng là +0,82
V và trong môi trường acid thì sự oxi hoá sẽ xảy ra mạnh
hơn. Toàn bộ năng lượng tạo ra của phản ứng (khoảng +1,2
V) sẽ cung cấp cho P680.
HÌNH: SỰ CHUYỂN GIAO ĐIỆN TỬ TRONG PSII
Sau quá trình oxy hóa, electron từ nước sẽ được vận chuyển đến P680+ và những proton H+ sẽ được giải phóng vào khoảng giữa thylakoid ( lumen )
MÔ HÌNH VỀ SỰ THAY ĐỔI SẢN LƯỢNG OXY THEO NGUỒN VẬT LIỆU ÁNH SÁNG
MÔ HÌNH TRẠNG THÁI S
CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH TẠO O2
OEC được định vị ở phía trung tâm phản ứng chính D1.
Một số pro ngọai vi ( xuyên qua màng một phần ) như 33kDa ( PsbO ), 23kDa và 17kDa giúm ổn định OEC và chống lại thiệt hại.
CƠ CHẾ PHÂN TỬ CỦA MÔ HÌNH TRẠNG THÁI S
Mn là một nguyên tử rất quan trọng quá trình oxy hóa nước. Giúm vận
chuyển electron đến P680. Việc phối tử cho 4 phân tử Mn còn có sự có mặt
của Ca+ , Cl- mặc dù vẫn chưa được xác định rõ, phần còn lại là các amino
acid của pro D1
YZ là chất vận chuyển electron trung gian giữa OEC và P680. Đó là một phần của amino acid như đã giới thiệu – Tirosine ( Y161 ) của D1
YD là một tyrosine thứ hai đối xứng với Yz trong D2, không tham gia vận chuyển electron nhưng luôn được tìm thấy.
CƠ
CHẾ
MÔ
HÌNH
TRẠNG
THÁI
S
-Cơ chế này giải thích việc tại sao OEC luôn duy trì được trạng thái trung tính của mình.
-Trong đó tyrosine là một chất rất quan trọng.cho quá trình vận chuyển proton và electron.
VIII. CẤU TRÚC VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN ELECTRON
CỦA PHỨC HỆ I
Trái ngược với quang hệ 2 , được vận hành với cơ chế oxy hóa cao độ ,ở quang hệ 1 quá trình khử xảy ra nhiều hơn nữa .Điện thế của sự oxy hóa khử của chất nhận electron sớm ở quang hệ 1 xấp xỉ là 1V , với sự kích thích của chlorophyll P700 đã được quang họat là 1.26V . Quang hệ 1 luôn có nhiều sắc tố bổ sung khác nhau so với trung tâm phản ứng của vi khuẩn tía hoặc là quang hệ 2 , với chỉ 6 đến 8 chất màu mang lõi protein phức tạp . Quang hệ 1 có khỏang 100 phân tử chlorophyll và 12-16 B- carotene liên kết với lõi protein .Trung tâm phản ứng của quang hệ 2 gồm 1 lõi protein Heterodimeric là một phức hợp của 2 phức chất nguyên 82-83 kDa , protein Psa cùng với khỏang 10 loại protein khác .
Cấu trúc của quang hệ 1 từ 1 cyanobacterium đã được xác định bằng cách sử dụng X- quang tinh thể .Những sắc tố antenna nhóm trung tâm của sự truyền điện tử .Việc chuyển electron bắt đầu từ hai chuỗi điện tử mạnh , tương tự như trường hợp của vi khuẩn tía và quang hệ 2 . Chất nhị trùng của chlorophyll gần về phía lumenal là 1 cặp P700 đặc biệt .4 phân tử chlorophyll và 2 phân tử phylloquinone có mặt đồng thời .Một tính năng độc đáo để quang hệ 1 và quang hệ liên quan với nhau là tập hợp của 2 iron-sulfur ( Fe – S ) có chức năng như chất nhận electron sớm.
Sự vận chuyển electron của quang hệ 1 bắt đầu với sự kích thích của P700 ,thường được chuyển đến từ những sắc tố antenna . Khi P700 được ở trạng thái kích họat , thời gian thực để chuyển điện tử đến chất nhận sơ cấp là gần 2ps .Tuy nhiên , trạng thái kích họat mãi mãi ở quang hệ 1 kéo dài hơn đáng kể , gần 30ps bởi vì phần lớn thời gian kích thích không nằm trên P700 , mà nằm ở 1 trong số các sắc tố antenna .Sản phẩm chuyển đổi electron sơ cấp ở trạng thái trong đó P700 được oxy hóa , và chlorophyll khác ( gọi là Ao ) được giảm bớt .Điện tử từ đó di chuyển khoảng 25 ps đến một trong những quinon ( gọi là A1 ) và từ đó đến Fx trong khoảng 200 ns.
Một electron được vận chuyển từ quang hệ 1 đến protein ferredoxin hòa tan , cuối cùng giảm đi số NADP+ .PsaD và PsaE protein được định vị trên cạnh stromal của phức chất và tham gia vào các quá trình diễn ra ở đó , thậm chí lọai bỏ và định vị protein một cách chính xác ,hay lắp ráp , phức chất tiền màu xanh protein plastocyanin, mặc dù ở 1 số sinh vật 1 c-type cytochrome , cytochrome C6 đóng vai trò này , với số năng lượng tương đương việc mang 2 electron vận chuyển được xác định bởi tính hiệu quả của Cu trong môi trường .
Protein PsaF được bao quanh trong vành đai plastocyanin , mặc dù lõi heterodimer phức chất PsaA và PsaB cũng tham gia quá trình này . Động lực của quá trình oxy hóa plastocyanin rất phức tạp và phụ thuộc vào việc có hay không có plastocyanin quy định giới hạn của quang hệ 1 ưu tiên cho sự oxy hóa P700 .
CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE !
THANKS FOR YOUR LISTENING !
LỚP DSI1081
BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN : QUANG HỢP
GVHD: THẦY HOÀNG MINH TÂM
TỔ 1:
TÔ HOÀNG YẾN
NGUYỄN VĂN TÚ
PHẠM THỊ MỸ HẠNH
CAO THỊ THUỲ TRANG
LÊ KIM YẾN
HUỲNH THỊ DIỄM THÚY
ĐỖ NGUYỄN HỒNG HẠNH
MAI THỊ TRÀ GIANG
CHƯƠNG 6:
PHỨC HỆ TRUNG TÂM PHẢN ỨNG
CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN:
NGUỒN GỐC CƠ BẢN VỀ CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TRUNG TÂM PHẢN ỨNG.
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KHÁI NIỆM TRUNG TÂM PHẢN ỨNG.
TRUNG TÂM PHẢN ỨNG CỦA VI KHUẨN TÍM.
NHỮNG PHÂN TÍCH VỀ LÝ THUYẾT CỦA PHẢN ỨNG VẬN CHUYỂN ELECTRON.
SỰ GIẢM QUINONE, VAI TRÒ CỦA Fe VÀ CON ĐƯỜNG HẤP THU PROTON.
CẤU TRÚC CỦA PHỨC HỆ 2 VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN ELECTRON.
PHỨC HỆ TẠO OXY, CƠN CHẾ CỦA VIỆC OXY HÓA NƯỚC BỞI PHỨC HỆ 2.
CẤU TRÚC CỦA PHỨC HỆ 1 VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN ELECTRON.
Phức hệ trung tâm phản ứng là những tế bào mang sắc tố.
Tất cả trung tâm phản ứng dưới sự điều khiển của ánh sáng thực hiện
vận chuyển điện tử . Kết quả là tạo ra lớp tích điện ngăn chặn qua màng.
Ngoài ra 1 vài trung tâm phản ứng như là cái bơm proton, và vận
chuyển điện tử có liên quan đến quinones.
Đặc tính hóa học của một phân tử bị kích thích có thể sẽ khác biệt hơn từ
những phân tử giống nhau thuộc cùng nhóm hoặc có trạng thái năng
lượng thấp nhất.
Kết quả cuối cùng: phân tử bị kích động là tác nhân khử mạnh sẵn
sàng bỏ 1e để nhận 1e ở gần đó.
Chu trình quang hóa là chủ yếu trong chu trình vận
chuyển điện tử ở trạng thái bị kích thích trong quang hợp
và tại đó năng lượng ánh sáng được biến đổi thành năng
lượng hóa học.
Sản phẩm của quá trình này là chất nhị trùng của lục lạp
và một phân tử nhận điện tứ khứ.Cả hai đều có nguồn gốc
từ những ion mang điện và những gốc tự do với một điện
tử độc thân.
Trung tâm phản ứng lấy năng lượng ánh sáng và sử dụng
nó để thực hiện những phản ứng vận chuyển điện tử.
Ngay lập tức sau quá trình vận chuyển điện tử thì hệ
thống đạt trạng thái cân bằng tại điểm tới hạn.Chủ yếu sự
oxi hóa phân tử cho điện tử được đặt kế tiếp phân tử nhận
Đây được gọi là quá trình tái kết hợp,kết quả trong sự
chuyển đổi giải phóng năng lượng photon,không có bất kì
cơ hội nào được lưu trữ.
II.SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NHỮNG KHÁI NIỆM VỀ TRUNG TÂM PHẢN ỨNG
- Ban đầu người ta cho rằng trung tâm phản ứng là một phức hệ
xác định, nó nằm riêng biệt và có thể được tách rời từ bộ máy
quang hợp. Trung tâm phản ứng gồm những protein bất hoạt,
chất sắc tố và những yếu tố khác.
- Để giải thích cho những lời nhận xét trên Enerson và Arnold
đã đưa ra những thí nghiệm về trung tâm phản ứng ( ở chương 3 và
5). Những thí nghiệm này cho thấy rằng việc hoàn thành quá trình
quang hợp không phải được thực hiện hoàn toàn nhờ diệp lục.
II.SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NHỮNG KHÁI NIỆM VỀ TRUNG TÂM PHẢN ỨNG
- Ban đầu người ta cho rằng trung tâm phản ứng là một
phức hệ xác định, nó nằm riêng biệt và có thể được tách rời
từ bộ máy quang hợp. Trung tâm phản ứng gồm những
protein bất hoạt,chất sắc tố và những yếu tố khác.
- Để giải thích cho những lời nhận xét trên Enerson và
Arnold đã đưa ra những thí nghiệm về trung tâm phản ứng (
ở chương 3 và 5). Những thí nghiệm này cho thấy rằng việc
hoàn thành quá trình quang hợp không phải được thực hiện
hoàn toàn nhờ diệp lục.
Vi khuẩn tía có trung tâm phản ứng sinh hóa lần đầu tiên được tách
ra và mô tả. Trung tâm phản ứng này là một phần tử tách biệt, lần đầu
tiên được trình bày rõ ràng ở sinh vật.
Sau đó Clayton bắt đầu tìm cách tách và tinh chế phức hệ trung
tâm phản ứng và ông thành công cuối thập kỉ 1960.
- Năm 1950 Duysens đã tìm thấy vi khuẩn tía, vi khuẩn tía này hấp
thu nhanh nhờ sự thay đổi kích thước. Từ đó ông cho rằng một vài
sắc tố đã có mặt trong vi khuẩn tía (nhưng chưa biết rĩ lí do). Những
khám phá tương tự được theo dõi trong quang hệ 1 bởi Bessel
Kok(1957) và QH2 bởi Horst Witt(1967).
III.TRUNG TÂM PHẢN ỨNG CỦA VI KHUẨN TÍM
Khi tế bào bị phá vỡ, nó nằm trong những túi này và gọi là tế bào sắc tố ( Chromatophores ), trong đó Cytochromes ( C ) - trung tâm cho electron.
Nhờ chất tẩy rửa, có thể loại ra những trung tâm phản ứng này và làm sạch
chất màu đi dựa vào kĩ thuật sinh hóa.
Trung tâm phản ứng được tạo thành gồm mỗi bản sao của 3 hoặc 4 loại
protein ( Subunit ):
Light ( L ).
Heavy ( H ).
Medium ( M ).
Cytochrome ( C ).
Tùy thuộc vào loài.
Những qui ước này lập ra khi chưa biết đến khối lượng của những prô này,
trên thực tế thì H có khối lượng thấp nhất, kế đến là L và M
HÌNH: CẤU TRÚC TRUNG TÂM PHẢN ỨNG CỦA Rhodobacter sphaeroides
ĐỘNG HỌC VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN ĐiỆN TỬ TRONG TRUNG TÂM PHẢN ỨNG CỦA VI KHUẨN TÍM
IV. SỰ PHÂN TÍCH VỀ MẶT LÝ THUYẾT CỦA NHỮNG PHẢN ỨNG CỦA SỰ VẬN CHUYỂN ĐIỆN TỬ
Quá trình vận chuyển điện tử có thể
được xem như là quá trình nghỉ của
điện tử. Theo công thức 6.1:
Dred + Aox → Dox + Ared
V. SỰ GIẢM QUINONES, VAI TRÒ Fe VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN PROTON
a/ Các loại Quinon.
b/ Sự giảm Quinon.
c/ Con đường hấp thụ proton.
Quinone
Quinon hay benzoquinon là một trong số hai đồng phân của xyclohexadienedion. Chúng có công thức hóa học tổng quát là C6H4O2. Orthobenzoquinon là 1,2-dion, trong khi parabenzoquinon là 1,4-dion.
1,2 – Benzo quinone
1,4 – Benzo quinone
CÁC DẠNG QUINONE
SỰ GIẢM QUINONE
CON ĐƯỜNG HẤP THỤ PROTON
Sau vòng thuần hoàn thứ hai của trung tâm phản ứng, một quinone mới được hình thành trong QB, Quinone này được giải phóng từ phất chất vào trong màng hidrocacbon và được thay thế bằng 1 quinone oxi hóa.
Quá trình này chuyển toàn bộ 2 electron từ TB sắc tố đến quinone và lấy 2 proton từ TB chất.
Trung tâm phản ứng và phức hợp bc1 cùng hoạt động, sử dụng năng lượng ánh sáng để bơm những proton từ Tb chất sang TB chât ngoại vi.
NL tự do được cất giữ trong gradien được chuyển đổi thành năng lượng photphat trong ATP.
VAI TRÒ CỦA Fe
Các phân tử Fe cở dạng Fe2+ quay tròn, mức năng
lượng thấp và không biểu hiện phạm vi EPR. Trong
điều kiện này, cặp Fe2+ và Q- quay tròn làm phát
sinh tín hiệu EPR.
Vị trí của các Fe2+ giữa hai quinone cho ta một gợi
ý về việc chuyền điện tử giữa hai quinone. Tuy
nhiên, nhiều bằng chứng cho thấy rằng gợi ý này
không đúng.
Có thể, Fe2+ phục vụ chủ yếu cho một chức năng cấu
trúc để giữ hai nửa phức hợp lại với nhau
I/ GIỚI THIỆU VỀ PSII:
PSII chỉ có trong những trung tâm phản ứng quang hợp của những
sinh vật hiếu khí.
PSII có khả năng oxh H2O -> O2.
Những phân tử O2 trong khí quyển có nguồn gốc từ những phân tử
O2 được sản xuất ra bởi PSII.
Phản ứng tổng thể của PSII thực hiện quá trình oxh:
2H2O + 2PQ -> O2 + 2PQH2
PQ: plastoquinone
VI. CẤU TRÚC VÀ SỰ VẬN CHUYỂN ELECTRON CỦA PHỨC HỆ 2 ( PS II )
I/ GIỚI THIỆU VỀ PSII:
PSII chỉ có trong những trung tâm phản ứng quang hợp của những
sinh vật hiếu khí.
- PSII có khả năng oxh H2O -> O2.
Những phân tử O2 trong khí quyển có nguồn gốc từ những phân tử
O2 được sản xuất ra bởi PSII.
Phản ứng tổng thể của PSII thực hiện quá trình oxh:
2H2O + 2PQ -> O2 + 2PQH2
PQ: plastoquinone
CẤU TRÚC VÀ SỰ CHUYỂN GIAO ĐIỆN TỬ CỦA PSII:
HÌNH 1: SỰ CHUYỂN GIAO ĐIỆN TỬ TRONG PSII
HÌNH 2 : SỰ SẮP XẾP CỦA D1, D2, CP43, CP47 TRONG PSII
HÌNH 3: NHIỀU PSII TRONG MÀNG THYLACOIT.
VII. PHỨC HỆ TẠO OXY – CƠ CHẾ CỦA SỰ OXY HÓA NƯỚC BỞI PHỨC HỆ II
1. PHỨC HỆ TẠO OXY ( OEC ) – MÔ HÌNH TRẠNG THÁI S
OEC xảy ra sự oxi hóa H2O tạo O2 :
2H2O O2 + 4H+ + 4e-
Tại pH = 7 thì năng lượng tạo ra ở bán phản ứng là +0,82
V và trong môi trường acid thì sự oxi hoá sẽ xảy ra mạnh
hơn. Toàn bộ năng lượng tạo ra của phản ứng (khoảng +1,2
V) sẽ cung cấp cho P680.
HÌNH: SỰ CHUYỂN GIAO ĐIỆN TỬ TRONG PSII
Sau quá trình oxy hóa, electron từ nước sẽ được vận chuyển đến P680+ và những proton H+ sẽ được giải phóng vào khoảng giữa thylakoid ( lumen )
MÔ HÌNH VỀ SỰ THAY ĐỔI SẢN LƯỢNG OXY THEO NGUỒN VẬT LIỆU ÁNH SÁNG
MÔ HÌNH TRẠNG THÁI S
CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH TẠO O2
OEC được định vị ở phía trung tâm phản ứng chính D1.
Một số pro ngọai vi ( xuyên qua màng một phần ) như 33kDa ( PsbO ), 23kDa và 17kDa giúm ổn định OEC và chống lại thiệt hại.
CƠ CHẾ PHÂN TỬ CỦA MÔ HÌNH TRẠNG THÁI S
Mn là một nguyên tử rất quan trọng quá trình oxy hóa nước. Giúm vận
chuyển electron đến P680. Việc phối tử cho 4 phân tử Mn còn có sự có mặt
của Ca+ , Cl- mặc dù vẫn chưa được xác định rõ, phần còn lại là các amino
acid của pro D1
YZ là chất vận chuyển electron trung gian giữa OEC và P680. Đó là một phần của amino acid như đã giới thiệu – Tirosine ( Y161 ) của D1
YD là một tyrosine thứ hai đối xứng với Yz trong D2, không tham gia vận chuyển electron nhưng luôn được tìm thấy.
CƠ
CHẾ
MÔ
HÌNH
TRẠNG
THÁI
S
-Cơ chế này giải thích việc tại sao OEC luôn duy trì được trạng thái trung tính của mình.
-Trong đó tyrosine là một chất rất quan trọng.cho quá trình vận chuyển proton và electron.
VIII. CẤU TRÚC VÀ CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN ELECTRON
CỦA PHỨC HỆ I
Trái ngược với quang hệ 2 , được vận hành với cơ chế oxy hóa cao độ ,ở quang hệ 1 quá trình khử xảy ra nhiều hơn nữa .Điện thế của sự oxy hóa khử của chất nhận electron sớm ở quang hệ 1 xấp xỉ là 1V , với sự kích thích của chlorophyll P700 đã được quang họat là 1.26V . Quang hệ 1 luôn có nhiều sắc tố bổ sung khác nhau so với trung tâm phản ứng của vi khuẩn tía hoặc là quang hệ 2 , với chỉ 6 đến 8 chất màu mang lõi protein phức tạp . Quang hệ 1 có khỏang 100 phân tử chlorophyll và 12-16 B- carotene liên kết với lõi protein .Trung tâm phản ứng của quang hệ 2 gồm 1 lõi protein Heterodimeric là một phức hợp của 2 phức chất nguyên 82-83 kDa , protein Psa cùng với khỏang 10 loại protein khác .
Cấu trúc của quang hệ 1 từ 1 cyanobacterium đã được xác định bằng cách sử dụng X- quang tinh thể .Những sắc tố antenna nhóm trung tâm của sự truyền điện tử .Việc chuyển electron bắt đầu từ hai chuỗi điện tử mạnh , tương tự như trường hợp của vi khuẩn tía và quang hệ 2 . Chất nhị trùng của chlorophyll gần về phía lumenal là 1 cặp P700 đặc biệt .4 phân tử chlorophyll và 2 phân tử phylloquinone có mặt đồng thời .Một tính năng độc đáo để quang hệ 1 và quang hệ liên quan với nhau là tập hợp của 2 iron-sulfur ( Fe – S ) có chức năng như chất nhận electron sớm.
Sự vận chuyển electron của quang hệ 1 bắt đầu với sự kích thích của P700 ,thường được chuyển đến từ những sắc tố antenna . Khi P700 được ở trạng thái kích họat , thời gian thực để chuyển điện tử đến chất nhận sơ cấp là gần 2ps .Tuy nhiên , trạng thái kích họat mãi mãi ở quang hệ 1 kéo dài hơn đáng kể , gần 30ps bởi vì phần lớn thời gian kích thích không nằm trên P700 , mà nằm ở 1 trong số các sắc tố antenna .Sản phẩm chuyển đổi electron sơ cấp ở trạng thái trong đó P700 được oxy hóa , và chlorophyll khác ( gọi là Ao ) được giảm bớt .Điện tử từ đó di chuyển khoảng 25 ps đến một trong những quinon ( gọi là A1 ) và từ đó đến Fx trong khoảng 200 ns.
Một electron được vận chuyển từ quang hệ 1 đến protein ferredoxin hòa tan , cuối cùng giảm đi số NADP+ .PsaD và PsaE protein được định vị trên cạnh stromal của phức chất và tham gia vào các quá trình diễn ra ở đó , thậm chí lọai bỏ và định vị protein một cách chính xác ,hay lắp ráp , phức chất tiền màu xanh protein plastocyanin, mặc dù ở 1 số sinh vật 1 c-type cytochrome , cytochrome C6 đóng vai trò này , với số năng lượng tương đương việc mang 2 electron vận chuyển được xác định bởi tính hiệu quả của Cu trong môi trường .
Protein PsaF được bao quanh trong vành đai plastocyanin , mặc dù lõi heterodimer phức chất PsaA và PsaB cũng tham gia quá trình này . Động lực của quá trình oxy hóa plastocyanin rất phức tạp và phụ thuộc vào việc có hay không có plastocyanin quy định giới hạn của quang hệ 1 ưu tiên cho sự oxy hóa P700 .
CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE !
THANKS FOR YOUR LISTENING !
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Lý Minh Tuấn
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)