光合成における環状電子輸送

光リン酸化とは、光エネルギーを使って最終的にADPをATPに変換するエネルギーを提供し、生物における普遍的なエネルギー通貨を補充することを指します。 原核生物の最も単純な系では、光合成はエネルギーの生産にのみ使われ、生体分子の構築には使われていない。 これらの系では、周期的光リン酸化と呼ばれるプロセスがあり、これらの細胞の即時的なエネルギーとして、ADPからATPへのプロセスを達成するだけである。 このプロセスでは、光化学系IとクロロフィルP700のみが使用されます。

上記の循環プロセスのスケッチは、Mooreらのビジュアライゼーションに倣ったものです。スペクトルの赤または青の端からの2つの光子は、色素の感応度に適合します。 光子はアンテナ複合体によって捕獲され、光化学系I反応中心に移動し、一次電子受容体に2個の高エネルギー電子を供給する。 この電子は、鉄を含むタンパク質であるフェロドキシン（Fd）に渡され、電子キャリアーとして機能する。 2番目の電子伝達物質であるプラストキノン（Pq）は、電子を2つのシトクロムの複合体へと運ぶ。 この過程で、膜を横切るプロトン勾配を生成するためのエネルギーが供給され、ADPからATPへの変換に使用されることができる。 電子はプラストシアニン（Pc）によって反応中心のP700色素に戻され、サイクルが完了する。

このスケッチはKarpのリードに従って、膜に対して事象を配置している。 これにより、ATPを生成する過程がプロトン勾配によって駆動されていることがより明確になる。 Karpは、この環状光リン酸化は単離された葉緑体でも起こり、非環状電子輸送の結果として起こる糖質合成を助けるために追加のATPを提供できることを指摘している。