zum Directory-modus

Lichtabhängige Reaktionen der Photosynthese

Übersicht über die lichtabhängigen Reaktionen der Photosynthese - Das Z-Schema

Das Z-Schema ist ein Energiediagramm, welches den Elektronentransport in den lichtabhängigen Reaktionen der Photosynthese der Pflanzen und Cyanobakterien zeigt. Die Y-Achse zeigt die Fähigkeit der beteiligten Moleküle, Elektronen auf das jeweils rechts benachbarte Molekül zu übertragen und damit reduzierend zu wirken. Moleküle, die höher als ihr rechter Partner stehen, geben die Elektronen bereitwillig ab, da dies entlang des Energieberges (engl. "downhill") verläuft. Die Chlorophylle der Reaktionszentren der Photosysteme müssen hierzu jedoch erst über die Lichtenergie angeregt werden (engl. "uphill reaction").

Abb.1
Das Z-Schema der Photosynthese

Das Z-Schema zeigt die Elektronentransportkette vom Wasser (H2O) zum NADP+ (Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid-Phosphat in seiner oxidierten Form). Die großen grünen Pfeile zeigen die Anregung der Chlorophylle der photosynthetischen Reaktionszentren durch Lichtenergie (gelbe Linien), die rosa Pfeile zeigen den "downhill"-Elektronentransfer und die blauen Pfeile zeigen an, wo Protonen ins Lumen der Thylakoide abgegeben werden. Diese werden später zur Synthese von ATP verwendet.

Abkürzungen (von links nach rechts): OEC: Sauerstoff-erzeugendes Zentrum (engl. "Oxygen Evolving Center"), ein Mangan-Komplex mit vier Mn-Atomen, der an das Reaktionszentrum des Photosystems II (PSII) gebunden ist; P680: das Chlorophyll im Reaktionszentrum des PSII; P680*: durch absorbierte Lichtenergie angeregtes P680; Pheo: Phäophytin, der primäre Elektronenakzeptor des PSII; QA : eng an das PSII gebundenes Plastochinon-Molekül; QB : ein weiteres, locker an das PSII gebundene Plastochinon-Molekül; Cyt b 6 f : Cytochrom-b 6 f-Komplex; PC: das Kupfer-Protein Plastocyanin; P700: das Chlorophyll im Reaktionszentrum des Photosystem I (PSI); P700*: durch absorbierte Lichtenergie angeregtes P700; A0 : spezielles Chlorophyll als primärer Elektronenakzeptor des PSI; A1 : ein Phyllochinon (Vitamin K) Molekül; Fe-S: drei verschiedene Eisen-Schwefel-Cluster; Fd: Ferredoxin; FNR: Ferredoxin-NADP+-Reduktase.

Das Z-Schema wurde 1956 zuerst von Robert Emerson und seinen Kollegen an der Universität von Illinois (Urbana-Champaign) entwickelt. Es bekam seinen Namen, da es ursprünglich um 90° im Uhrzeigersinn gedreht gezeichnet wurde, wobei der Weg der Elektronenübertragung wie ein Z aussah. Zur Hervorhebung der Energiewerte der Komponenten wird es aber heute meist wie oben gezeigt dargestellt.

Weiterführende Links:

Seite 3 von 3>