Фотосистема II (PSII) – це перший білковий комплекс у фотохімічній реакції кисневого фотосинтезу. Вона знаходиться в тилакоїдах клітин рослин, водоростей і ціанобактерій і є критично важливою для процесу перетворення світлової енергії в хімічну енергію, що відбувається під час фотосинтезу.
Принцип роботи фотосистеми II:
- Поглинання світла:
Фотосистема II поглинає фотони світла за допомогою хлорофілу та інших пігментів у своєму складі. Ці фотони збуджують електрони в молекулі хлорофілу, переводячи їх на більш високий енергетичний рівень. - Збудження електронів:
Збуджені електрони передаються через кілька ферментів і коферментів, що сприяє їх передачі по електронному транспортному ланцюгу. Одним з таких коферментів є пластохінон, який відновлюється до пластохінолу під впливом електронів, отриманих від фотосистеми II. - Розкладання води:
Фотосистема II бере участь у розкладі води (фотоліз води), що є важливим етапом процесу. Розкладання води дає два основних продукти:
- електрони, які заміщають збуджені електрони, що були передані до пластохінону.
- протони (іони водню), які утворюються в результаті окислення води. Крім того, при фотолізі води утворюється молекулярний кисень (O₂), що виділяється в атмосферу як побічний продукт фотосинтезу.
- Генерація градієнту протонів:
Іони водню (протони), що утворюються в результаті окислення води, накопичуються в тилакоїдному просторі, створюючи градієнт протонів. Цей градієнт є необхідним для синтезу АТФ через процес, який називається фотосинтетичним фосфорилюванням. - Використання електронів:
Збуджені електрони, які були передані до пластохінону, можуть бути використані для відновлення NADP⁺ до NADPH — важливої молекули, що служить джерелом відновленої енергії для темнових реакцій фотосинтезу (цикл Кальвіна). Крім того, ці електрони можуть брати участь у циклічному фотосинтетичному фосфорилюванні, де знову синтезується АТФ без утворення NADPH.
Фотосистема II виконує важливу роль у фотосинтезі, здійснюючи розкладання води, генеруючи електрони та іони водню, що використовуються для створення градієнту протонів, необхідного для синтезу АТФ, а також для відновлення NADP⁺ до NADPH. Вона є основною ланкою у світловій фазі фотосинтезу, що дозволяє рослинам, водоростям і ціанобактеріям використовувати сонячну енергію для створення хімічної енергії у вигляді АТФ і NADPH.