La photophosphorylation désigne l’utilisation de l’énergie lumineuse pour fournir finalement l’énergie nécessaire à la conversion de l’ADP en ATP, ce qui permet de reconstituer la monnaie énergétique universelle des êtres vivants. Dans les systèmes les plus simples des procaryotes, la photosynthèse est utilisée uniquement pour la production d’énergie, et non pour la construction de molécules biologiques. Dans ces systèmes, il existe un processus appelé photophosphorylation cyclique, qui ne fait que transformer l’ADP en ATP pour fournir une énergie immédiate à ces cellules. Ce processus utilise uniquement le photosystème I et la chlorophylle P700.
Le croquis ci-dessus du processus cyclique est modelé d’après une visualisation dans Moore, et al. Deux photons de l’extrémité rouge ou bleue du spectre correspondent à la réponse sensible des pigments. Ils sont capturés par le complexe d’antenne et transférés au centre de réaction du photosystème I, qui fournit deux électrons de haute énergie au récepteur d’électrons primaires. Ils sont transmis à la ferrodoxine (Fd), une protéine contenant du fer qui agit comme un transporteur d’électrons. Un second transporteur d’électrons, la plastoquinone (Pq), transporte les électrons vers un complexe de deux cytochromes. Au cours de ce processus, de l’énergie est fournie pour produire un gradient de protons à travers la membrane, qui peut être utilisé pour la conversion de l’ADP en ATP. Les électrons sont renvoyés par la plastocyanine (Pc) au pigment P700 dans le centre de réaction pour compléter le cycle.
Ce croquis suit l’exemple de Karp pour placer les événements par rapport à la membrane. Il est ainsi plus clair que le processus de production de l’ATP est piloté par le gradient de protons. Karp souligne que cette photophosphorylation cyclique a également lieu dans les chloroplastes isolés et peut fournir de l’ATP supplémentaire pour aider la synthèse des hydrates de carbone qui a lieu à la suite du transport d’électrons non cyclique.
Cycle énergétique chez les êtres vivants