Fotofosforylacja odnosi się do wykorzystania energii świetlnej do ostatecznego dostarczenia energii do konwersji ADP do ATP, uzupełniając w ten sposób uniwersalną walutę energetyczną w żywych organizmach. W najprostszych systemach u prokariotów fotosynteza jest wykorzystywana tylko do produkcji energii, a nie do budowy jakichkolwiek cząsteczek biologicznych. W tych systemach zachodzi proces zwany cykliczną fotofosforylacją, który po prostu realizuje proces zamiany ADP na ATP w celu uzyskania natychmiastowej energii dla tych komórek. Proces ten wykorzystuje tylko Fotosystem I i chlorofil P700.
Powyższy szkic procesu cyklicznego jest wzorowany na wizualizacji w Moore, et al. Dwa fotony z czerwonego lub niebieskiego końca widma pasują do wrażliwej odpowiedzi pigmentów. Są one wychwytywane przez kompleks antenowy i przenoszone do centrum reakcji Fotosystemu I, które dostarcza dwa wysokoenergetyczne elektrony do głównego receptora elektronowego. Są one przekazywane do ferrodoksyny (Fd), białka zawierającego żelazo, które działa jako nośnik elektronów. Drugi nośnik elektronów plastochinon (Pq) przenosi elektrony do kompleksu dwóch cytochromów. W procesie tym dostarczana jest energia do wytworzenia gradientu protonów w błonie, która może być wykorzystana do przemiany ADP w ATP. Elektrony są zwracane przez plastocyaninę (Pc) do pigmentu P700 w centrum reakcji, aby zakończyć cykl.
Szkic ten podąża śladem Karpa, aby umieścić wydarzenia względem błony. To sprawia, że jaśniejsze, że proces wytwarzania ATP jest napędzany przez gradient protonów. Karp zwraca uwagę, że ta cykliczna fotofosforylacja ma miejsce również w izolowanych chloroplastach i może dostarczyć dodatkowego ATP, aby wspomóc syntezę węglowodanów zachodzącą w wyniku niecyklicznego transportu elektronów.
Cykl energetyczny w organizmach żywych