Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Світлозбиральний комплекс це комплекс білкових субодиниць який може бути частиною більшого суперкомплексу фотосистеми фу

Світлозбиральний комплекс

Світлозбиральний комплекс

Світлозбиральний комплекс – це комплекс білкових субодиниць, який може бути частиною більшого суперкомплексу фотосистеми, функціональної одиниці в фотосинтезі . Він використовується рослинами та фотосинтезуючими бактеріями для збору більшої кількості світла, яке надходить, ніж тої яка б була захоплена простофотохімічним реакційним центром. Світлозбиральні комплекси широко росповсюджені серед різних фотосинтезуючтх видів. Комплекси складаються з білків і фотосинтетичних пігментів і оточують фотосинтезуючий реакційний центр для того щоб фокусувати енергію, отриману від фотонів, поглинених пігментом, до реакційного центру з використанням резонансного Ферстерівського переносу енергії .

Функція

Поглинання фотона молекулою призводить до електронного збудження, коли енергія захопленого фотона є достатньою для переходу електрона на вищу орбіталь. Частина таких збуджень може бути пверненням до звичного стану, або ж іншого електронного стану тієї ж молекули. Коли збуджена молекула має молекулу-сусіда, енергія збудження також може передаватися через електромагнітну взаємодію від однієї молекули до іншої. Цей процес називається резонансним переносом енергії, і його швидкість сильно залежить від відстані між донором енергії та молекулами акцептора енергії. Світлозбиральні комплекси мають свої пігменти, спеціально розміщені так, щоб показники швидкості були оптимальними.

У фіолетових бактерій

Фіолетові бактерії використовують бактеріохлорофіл та каретоноїди для збору світлової енергії. Ці білки розташовані кільцеподібно, створюючи циліндр, який охоплює мембрану.

У зелених бактеріях

Зелені сірчані бактерії та деякі хлорофлексії використовують еліпсоїдальні комплекси, відомі як хлоросоми для захоплення світла. Їх форма бактеріохлорофілу - зелена.

У ціанобактерій і рослин

Хлорофіли та каротиноїди є важлими частинами світлозбиральних комплексів, присутніх у рослинах. Хлорофіл b майже ідентичний хлорофілу a, за винятком того, що він має альдегідну групу замість метильної групи . Ця невелика різниця змушує хлорофіл b поглинати світло з довжиною хвилі між 400 і 500 нм ефективніше ніж хлорофіл а. Каротиноїди - це довгі лінійні органічні молекули, що мають по почергово одинарні та подвійні зв’язки. Такі молекули називаються поліенами . Два приклади каротиноїдів - лікопен і β-каротин . Ці молекули також найбільш ефективно поглинають світло в 400 - 500   нм діапазоні. Завдяки такій області поглинання каротиноїди виглядають червоними та жовтими та відповідають за червоний та жовтий колір плодів та квіток .

Молекули каротиноїдів також виконують захисну функцію. Молекули каротиноїдів пригнічують руйнівні фотохімічні реакції, зокрема ті, що включають кисень, які можуть спричинити сонячні промені. Рослини, яким не вистачає молекул каротиноїду, швидко гинуть через вплив кисню та світла.

Фікобілісома

image
Схематичне розташування білкових субодиниць у фікобілісомі.

Кількість світла, яка досягає водоростей, що знаходяться на глибині одного метра в морській воді є дуже малою, оскільки світло легко поглинається морською водою. Фікобілісома - це білковий комплекс, який присутній у ціанобактеріях, глаукоцистофіті та червоних водоростях і за структурою схожий до справжньої антени. Пігменти, такі як фікоціанобілін та фікоеритробілін, є хромофорами, що зв'язуються через ковалентний зв'язок тіоефіру зі своїми апопротеїнами у залишках цистеїнів. Апопротеїн із його хромофором називається відповідно фікоціаніном, фікоеритрином та аллофікоціаніном. Вони часто трапляються як гексамери α і β субодиниць (α 3 β 3 ) 2 . Вони підвищують кількість та спектральне вікно поглинання світла та заповнюють "зелений проміжок", який зустрічається у вищих рослинах.

Геометричне розташування фікобілісоми дуже елегантне і є причиною 95% ефективності передачі енергії. У них є центральне ядро аллофікоціаніну, яке розташоване над фотосинтетизуючим реакційним центром. Існують фікоціанінові та фікоеритринові субодиниці, які виходять з цього центру, у вигляді тонких требок. Це збільшує площу поверхні поглинаючої секції і допомагає сконцентрувати світлову енергію вниз, в реакційний центр до хлорофілу. Передача енергії від збуджених електронів, поглинених пігментами, у підрозділах фікоеритрину на периферії цих антен переміщується в реакційний центр менш ніж за 100 пікосекунд.

Список літератури

  1. Wagner-Huber R, Brunisholz RA, Bissig I, Frank G, Suter F, Zuber H (1992). The primary structure of the antenna polypeptides of Ectothiorhodospira halochloris and Ectothiorhodospira halophila. Four core-type antenna polypeptides in E. halochloris and E. halophila. Eur. J. Biochem. 205 (3): 917—925. doi:10.1111/j.1432-1033.1992.tb16858.x. PMID 1577009.
  2. Brunisholz RA, Zuber H (1992). Structure, function and organization of antenna polypeptides and antenna complexes from the three families of Rhodospirillaneae. J. Photochem. Photobiol. B. 15 (1): 113—140. doi:10.1016/1011-1344(92)87010-7. PMID 1460542.
  3. Singh, NK; Sonani, RR; Rastogi, RP; Madamwar, D (2015). The phycobilisomes: an early requisite for efficient photosynthesis in cyanobacteria. EXCLI journal. 14: 268—89. doi:10.17179/excli2014-723. PMC 4553884. PMID 26417362.
  4. Light Harvesting by Phycobilisomes Annual Review of Biophysics and Biophysical Chemistry Vol. 14: 47-77 (Volume publication date June 1985)

Подальше читання

  • Caffarri (2009) Функціональна архітектура суперкомплексів вищих рослинних фотосистем II. Журнал EMBO 28: 3052–3063
  • Govindjee & Shevela (2011) Пригоди з ціанобактеріями: особиста перспектива. Межі в рослинництві .
  • Лю та ін. (2004) Кристалічна будова легкого збирального комплексу шпинату при роздільній здатності 2,72 °. Природа 428: 287–292.
  • Локштейн (1994) Роль світлозбирального комплексу II розсіювання енергії: флуоресценція in vivo в дослідженні надмірного збудження щодо походження гасіння високої енергії. Журнал фотохімії та фотобіології 26: 175-184
  • MacColl (1998) ціанобактеріальні фікобілісоми. ЖУРНАЛ СТРУКТУРНОЇ БІОЛОГІЇ 124 (2-3): 311-34.

Зовнішні посилання

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Svitlozbiralnij kompleks ce kompleks bilkovih subodinic yakij mozhe buti chastinoyu bilshogo superkompleksu fotosistemi funkcionalnoyi odinici v fotosintezi Vin vikoristovuyetsya roslinami ta fotosintezuyuchimi bakteriyami dlya zboru bilshoyi kilkosti svitla yake nadhodit nizh toyi yaka b bula zahoplena prostofotohimichnim reakcijnim centrom Svitlozbiralni kompleksi shiroko rospovsyudzheni sered riznih fotosintezuyuchth vidiv Kompleksi skladayutsya z bilkiv i fotosintetichnih pigmentiv i otochuyut fotosintezuyuchij reakcijnij centr dlya togo shob fokusuvati energiyu otrimanu vid fotoniv poglinenih pigmentom do reakcijnogo centru z vikoristannyam rezonansnogo Fersterivskogo perenosu energiyi FunkciyaPoglinannya fotona molekuloyu prizvodit do elektronnogo zbudzhennya koli energiya zahoplenogo fotona ye dostatnoyu dlya perehodu elektrona na vishu orbital Chastina takih zbudzhen mozhe buti pvernennyam do zvichnogo stanu abo zh inshogo elektronnogo stanu tiyeyi zh molekuli Koli zbudzhena molekula maye molekulu susida energiya zbudzhennya takozh mozhe peredavatisya cherez elektromagnitnu vzayemodiyu vid odniyeyi molekuli do inshoyi Cej proces nazivayetsya rezonansnim perenosom energiyi i jogo shvidkist silno zalezhit vid vidstani mizh donorom energiyi ta molekulami akceptora energiyi Svitlozbiralni kompleksi mayut svoyi pigmenti specialno rozmisheni tak shob pokazniki shvidkosti buli optimalnimi U fioletovih bakterijFioletovi bakteriyi vikoristovuyut bakteriohlorofil ta karetonoyidi dlya zboru svitlovoyi energiyi Ci bilki roztashovani kilcepodibno stvoryuyuchi cilindr yakij ohoplyuye membranu U zelenih bakteriyahZeleni sirchani bakteriyi ta deyaki hlorofleksiyi vikoristovuyut elipsoyidalni kompleksi vidomi yak hlorosomi dlya zahoplennya svitla Yih forma bakteriohlorofilu zelena U cianobakterij i roslinHlorofili ta karotinoyidi ye vazhlimi chastinami svitlozbiralnih kompleksiv prisutnih u roslinah Hlorofil b majzhe identichnij hlorofilu a za vinyatkom togo sho vin maye aldegidnu grupu zamist metilnoyi grupi Cya nevelika riznicya zmushuye hlorofil b poglinati svitlo z dovzhinoyu hvili mizh 400 i 500 nm efektivnishe nizh hlorofil a Karotinoyidi ce dovgi linijni organichni molekuli sho mayut po pochergovo odinarni ta podvijni zv yazki Taki molekuli nazivayutsya polienami Dva prikladi karotinoyidiv likopen i b karotin Ci molekuli takozh najbilsh efektivno poglinayut svitlo v 400 500 nm diapazoni Zavdyaki takij oblasti poglinannya karotinoyidi viglyadayut chervonimi ta zhovtimi ta vidpovidayut za chervonij ta zhovtij kolir plodiv ta kvitok Molekuli karotinoyidiv takozh vikonuyut zahisnu funkciyu Molekuli karotinoyidiv prignichuyut rujnivni fotohimichni reakciyi zokrema ti sho vklyuchayut kisen yaki mozhut sprichiniti sonyachni promeni Roslini yakim ne vistachaye molekul karotinoyidu shvidko ginut cherez vpliv kisnyu ta svitla FikobilisomaShematichne roztashuvannya bilkovih subodinic u fikobilisomi Kilkist svitla yaka dosyagaye vodorostej sho znahodyatsya na glibini odnogo metra v morskij vodi ye duzhe maloyu oskilki svitlo legko poglinayetsya morskoyu vodoyu Fikobilisoma ce bilkovij kompleks yakij prisutnij u cianobakteriyah glaukocistofiti ta chervonih vodorostyah i za strukturoyu shozhij do spravzhnoyi anteni Pigmenti taki yak fikocianobilin ta fikoeritrobilin ye hromoforami sho zv yazuyutsya cherez kovalentnij zv yazok tioefiru zi svoyimi apoproteyinami u zalishkah cisteyiniv Apoproteyin iz jogo hromoforom nazivayetsya vidpovidno fikocianinom fikoeritrinom ta allofikocianinom Voni chasto traplyayutsya yak geksameri a i b subodinic a 3 b 3 2 Voni pidvishuyut kilkist ta spektralne vikno poglinannya svitla ta zapovnyuyut zelenij promizhok yakij zustrichayetsya u vishih roslinah Geometrichne roztashuvannya fikobilisomi duzhe elegantne i ye prichinoyu 95 efektivnosti peredachi energiyi U nih ye centralne yadro allofikocianinu yake roztashovane nad fotosintetizuyuchim reakcijnim centrom Isnuyut fikocianinovi ta fikoeritrinovi subodinici yaki vihodyat z cogo centru u viglyadi tonkih trebok Ce zbilshuye ploshu poverhni poglinayuchoyi sekciyi i dopomagaye skoncentruvati svitlovu energiyu vniz v reakcijnij centr do hlorofilu Peredacha energiyi vid zbudzhenih elektroniv poglinenih pigmentami u pidrozdilah fikoeritrinu na periferiyi cih anten peremishuyetsya v reakcijnij centr mensh nizh za 100 pikosekund Spisok literaturiWagner Huber R Brunisholz RA Bissig I Frank G Suter F Zuber H 1992 The primary structure of the antenna polypeptides of Ectothiorhodospira halochloris and Ectothiorhodospira halophila Four core type antenna polypeptides in E halochloris and E halophila Eur J Biochem 205 3 917 925 doi 10 1111 j 1432 1033 1992 tb16858 x PMID 1577009 Brunisholz RA Zuber H 1992 Structure function and organization of antenna polypeptides and antenna complexes from the three families of Rhodospirillaneae J Photochem Photobiol B 15 1 113 140 doi 10 1016 1011 1344 92 87010 7 PMID 1460542 Singh NK Sonani RR Rastogi RP Madamwar D 2015 The phycobilisomes an early requisite for efficient photosynthesis in cyanobacteria EXCLI journal 14 268 89 doi 10 17179 excli2014 723 PMC 4553884 PMID 26417362 Light Harvesting by Phycobilisomes Annual Review of Biophysics and Biophysical Chemistry Vol 14 47 77 Volume publication date June 1985 Podalshe chitannyaCaffarri 2009 Funkcionalna arhitektura superkompleksiv vishih roslinnih fotosistem II Zhurnal EMBO 28 3052 3063 Govindjee amp Shevela 2011 Prigodi z cianobakteriyami osobista perspektiva Mezhi v roslinnictvi Lyu ta in 2004 Kristalichna budova legkogo zbiralnogo kompleksu shpinatu pri rozdilnij zdatnosti 2 72 Priroda 428 287 292 Lokshtejn 1994 Rol svitlozbiralnogo kompleksu II rozsiyuvannya energiyi fluorescenciya in vivo v doslidzhenni nadmirnogo zbudzhennya shodo pohodzhennya gasinnya visokoyi energiyi Zhurnal fotohimiyi ta fotobiologiyi 26 175 184 MacColl 1998 cianobakterialni fikobilisomi ZhURNAL STRUKTURNOYi BIOLOGIYi 124 2 3 311 34 Zovnishni posilannyaMeSH Light harvesting protein complexes http www life illinois edu govindjee photoweb Fotosintez ta vsi jogo pidkategoriyi

Дата публікації:
Топ