Албертс Б., Брей Д. и др. Молекулярная биология клетки. Том 1
Подождите немного. Документ загружается.
461
предков, а отчасти последующей эволюционной дивергенцией. Тем не менее фундаментальные механизмы синтеза АТР в хлоропластах и
митохондриях очень сходны, хотя в первых он идет за счет энергии света, а во вторых - за счет энергии, доставляемой дыханием.
7.3.1. Хлоропласты сходны с митохондриями, но имеют один дополнительный компартмент
Хлоропласты, так же как и митохондрии, используют для преобразования энергии хемиосмотический механизм, и в основе организации
тех и других органелл лежат одни и те же принципы (рис. 7-38 и 7-39). Хлоропласты тоже обладают высокопроницаемой наружной мембраной и
гораздо менее проницаемой внутренней, в которую встроены специальные транспортные белки, и эти две мембраны разделены узким
межмембранным пространством. Внутренняя мембрана окружает большую центральную область - так называемую строму, представляющую собой
аналог митохондриального матрикса и содержащую разнообразные ферменты, рибосомы, РНК и ДНК.
Однако есть и существенное отличие. Внутренняя мембрана хлоропластов не образует крист и не содержит в себе цепи переноса
электронов. Фотосинтезирующая поглощающая свет система, электрон-транспортная цепь и АТР-синтетаза находятся в третьей мембране,
Рис. 7-39. Электронные микрофотографии хлоропластов. А. Клетка из листа пшеницы, в которой тонкий слой цитоплазмы, содержащей
хлоропласты, окружает большую вакуоль.
Б. Тонкий срез одного хлоропласта; видны зерна крахмала и жировые капельки, накапливающиеся в
строме в результате биосинтеза.
В. Граны при большом увеличении: видна тилакоидная мембрана, образующая стопки. (С любезного разрешения К.
Plaskitt.)
462
Рис. 7-40. Сравнение структуры митохондрии и хлоропласта. Обычно хлоропласт намного больше и содержит тилакоидную мембрану и
тилакоидное пространство. Внутренняя мембрана митохондрий образует кристы.
образующей группу уплощенных дисковидных мешочков - тилакоидов (рис. 7-38). Как полагают, внутренние полости тилакоидов сообщаются
между собой, образуя третий, внутренний компартмент хлоропласта, называемый тилакоидным пространством. Это пространство отделено от
стромы тилакоидной мембраной.
На рис. 7-40 показаны черты сходства и различия в строении митохондрий и хлоропластов. В общем виде хлоропласт можно представить
как сильно увеличенную митохондрию, кристы которой образовали в матриксе цепочки связанных между собой субмитохондриальных частиц. В
хлоропластах сферическая часть АТР-синтетазы, где образуется АТР, выступает из мембраны тилакоида в область стромы, точно так же как в
митохондриях она выступает из внутренней мембраны в сторону матрикса (см. рис. 7-51).
7.3.2. В хлоропластах осуществляются две уникальные реакции: образование АТР и NADPH за счет энергии света и превращение
СО
2
в углеводы [26]
Разнообразные реакции, протекающие при фотосинтезе, можно разделить на две большие группы.
1. В реакциях фотосинтетического переноса электронов (иногда называемых световыми реакциями) лучистая энергия возбуждает
электрон в молекуле хлорофилла, что делает возможным перенос электрона по окислительной цепи в тилакоидной мембране, аналогичный
переносу его по дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий. В результате такого транспорта электронов происходит перекачивание
протонов через тилакоидную мембрану, и создающаяся протонодвижущая сила доставляет энергию для синтеза АТР в строме. В то же время
высокоэнергетические электроны, образуемые в окислительной цепи, восстанавливают NADP
+
до NADPH. Источником электронов, участвующих в
этом процессе, служит окисление воды, при котором выделяется О
2
.
2. В реакциях фиксации углерода (называемых иногда темновыми реакциями) происходит превращение СО
2
в углеводы, причем в
качестве источника энергии и восстанавливающего агента используются соответственно АТР и NADPH, синтезированные в реакциях
фотосинтетического переноса электронов. В результате этих реакций, начинающихся в строме хлоропласта и продолжающихся в цитозоле, в
листьях образуется сахароза, откуда она доставляется к другим частям растения, где служит источником энергии для роста и используется при
синтезе органических молекул.
463
Рис. 7-41. Реакции фотосинтеза, протекающие в хлоропластах, можно подразделить на электрон-транспортирующие реакции и реакции фиксации
углерода. В первой группе реакций окисляется вода и выделяется О
2
, а во второй группе ассимилируется СО
2
и образуются органические молекулы.
Таким образом, освобождение молекулярного кислорода (требующее прямого участия лучистой энергии) и превращение СО
2
в углеводы
(не требующее прямого участия света) - это два отдельных процесса (рис. 7-41). Но, как мы увидим позднее, эти два процесса соединены тонким
механизмом обратных связей, что необходимо для регулирования процессов биосинтеза. Например, образование АТР и NADPH в тилакоидных
мембранах меняется в зависимости от потребности клетки в этих молекулах, а некоторые ферменты хлоропластов, необходимые для фиксации
углерода, инактивируются в темноте и восстанавливают свою активность под влиянием электронтранспортных процессов, стимулируемых светом.
7.3.3. Фиксацию углерода катализирует рибулозобисфосфаткарбоксилаза [28]
В этой главе мы уже познакомились с тем, как клетки используют большое количество энергии, выделяющейся при окислении углеводов
до СО
2
и Н
2
О, для синтеза АТР. Из этого должно быть ясно, что обратный процесс - образование углеводов из СО
2
и Н
2
О требует значительных
затрат энергии и может происходить только при сопряжении с другими реакциями, при которых, наоборот, много энергии выделяется.
На рис. 7-42 приведена центральная реакция превращения неорганического углерода в органический: СО
2
(из атмосферы) реагирует с
водой и пятиуглеродным соединением рибулозо-1,5-бисфосфатом, и в результате образуются две молекулы трехуглеродного соединения 3-
фосфоглицерата. Эту реакцию, открытую в 1948 г., катализирует в строме хлоропласта большой (мол. масса 500000) фермент, называемый
рибулозобисфосфат-карбоксилазой. Так как этот фермент работает очень медленно (одна его молекула за секунду обрабатывает примерно 3
молекулы субстрата, тогда как другие ферменты - обычно около 1000 молекул), требуется очень много копий рибулозобисфосфат-карбоксилазы.
Этот фермент часто составляет более 50% всего белка хлоропластов, и утверждают, что по общей массе это самый распространенный белок в мире.
7.3.4. В цикле фиксации углерода на одну связанную молекулу СО
2
затрачиваются три молекулы АТР и две молекулы NADPH
[29]
Хотя собственно реакция фиксации углерода не требует затраты энергии, для ее протекания нужен непрерывный приток
высокоэнергетического соединения-рибулозо-1,5-бисфосфата, с которым связывается СО
2
(рис. 7-42). Работа по изучению сложного пути
регенерации
Рис. 7-42. Начальная реакция, в которой двуокись углерода превращается в органический углерод. Эту реакцию катализирует в строме хлоропласта
содержащийся там в очень большом количестве фермент рибулозобисфосфат-карбоксилаза, и в результате образуется 3-фосфоглицерат, который
является также и важнейшим промежуточным продуктом гликолиза (см. рис. 2-20). В случае если тот же фермент присоединяет кислород, а не СО
2
(см. разд. 7.3.5), два атома углерода, выделенные цветом, используются для образования фосфогликолата.
464
Рис. 7-43. Цикл фиксации углерода, в котором из СО
2
и Н
2
О образуются органические молекулы. Для упрощения схемы многие промежуточные
продукты на пути от глице-ральдегид-3-фосфата к рибулозо-5-фосфату опущены. Участие воды в цикле также не показано.
рибулозо-1,5-бисфосфата явилась одним из самых ранних и наиболее успешных применений радиоизотопов в биохимии. Как показано на рис. 7-43,
при участии трех молекул СО
2
, вступивших в реакцию, катализируемую рибулозобисфосфат-карбоксилазой, образуется шесть молекул 3-
фосфоглицерата, в совокупности содержащих 6·3 = 18 атомов углерода: 3 от СО
2
и 15 от рибулозо-1,5-бисфосфата. Затем эти 18 атомов углерода
проходят цикл реакций, регенерирующих 3 молекулы рибулозо-1,5-бисфосфата (содержащие 3·5 = 15 атомов С), использованные в начале цикла. В
конечном итоге прибавляется одна молекула глицеральдегид-3-фосфата (3 углеродных атома). В этом цикле фиксации углерода (цикл Кальвина -
Бенсона) для связывания одной молекулы СО
2
затрачиваются три молекулы АТР и две молекулы NADPH. Суммарное уравнение реакций цикла
имеет вид
3СО
2
+ 9АТР + 6NADPH + Вода → Глицеральдегид-3-фосфат + + 8Р
i
+ 9ADP + 6NADP
+
.
Таким образом, на построение органических молекул из СО
2
и Н
2
О затрачивается энергия фосфатных связей (в виде АТР) и восстано-
465
вителъная сила (в виде NADPH). Позднее мы вернемся к этому моменту.
Глицеральдегид-3-фосфат, образующийся в хлоропластах в цикле фиксации углерода, представляет собой трехуглеродный углевод и
является ключевым промежуточным продуктом гликолиза (разд. 2.3.2). Большая часть глицеральдегид-3-фосфата поступает в цитозоль, где быстро
превращается в фруктозо-6-фосфат и глюкозо-1-фосфат в результате обратного протекания некоторых реакций гликолиза (разд. 2.5.3). Затем
глюкозо-1 -фосфат превращается в углеводное производное нуклеотида, UDP-глюкозу, которая реагирует с фруктозо-6-фосфатом с образованием
сахарозофосфата - непосредственного предшественника дисахарида сахарозы. У растений сахароза выполняет ту же функцию, что глюкоза у
животных: это та основная форма, в которой сахара транспортируются из одних клеток в другие. По мере надобности сахароза переходит из
листьев в остальные части растения по проводящим пучкам (см. рис. 7-45), подобно тому как глюкоза переносится с током крови в организме
животного.
В строме из большей части оставшегося в хлоропластах глицеральдегид-3-фосфата образуется крахмал. Это высокомолекулярный
полимер глюкозы, служащий, так же как гликоген в животных клетках, резервным углеводом. Крахмал образуется в строме хлоропласта во время
избыточной фотосинтетической активности и там же запасается в виде крупных зерен (см. рис. 7-39, Б). Синтез крахмала происходит путем
обращения реакций гликолиза, протекающих в строме: глицеральдегид-3-фосфат превращается в глюкозо-1-фосфат, из которого затем образуется
ADP-глюкоза, представляющая собой непосредственный предшественник крахмала. Ночью крахмал расщепляется для удовлетворения
метаболических нужд растения.
7.3.5. Для облегчения роста некоторых тропических растений в условиях низких концентраций СО
2
фиксация углерода в их
листьях компартментализована [30]
Хотя рибулозобисфосфат-карбоксилаза присоединяет к рибулозо-1,5-фосфату преимущественно СО
2
, при низких концентрациях
углекислоты она будет присоединять к нему О
2
. Это явно расточительный путь, при котором образуется одна молекула 3-фосфоглицерата и одна
молекула двухуглеродного соединения фосфогликолата, а не две молекулы 3-фосфоглицерата (см. рис. 7-42). Фосфогликолат превращается в
гликолат и поступает в пероксисомы, где из двух молекул гликолата синтезируется одна молекула 3-фосфоглицерата (три углеродных атома) и одна
молекула СО
2
. Так как в этом процессе потребляется О
2
и освобождается СО
2
, он получил название фотодыхания. У многих растений около трети
фиксированного углерода вновь высвобождается в виде СО
2
в результате фотодыхания. Пока не ясно, несет ли фотодыхание у растений какую-либо
полезную функцию, или же это просто способ возвращения на путь фиксации углерода некоторой его части, превращенной в фосфогликолат из-за
нежелательного взаимодействия кислорода с рибулозо-1,5-бисфосфатом.
Фотодыхание может стать серьезной помехой в жарких, засушливых условиях, где растениям приходится закрывать свои устьица (поры в
листьях, служащие для газообмена), чтобы избежать чрезмерной потери влаги. В результате уровень СО
2
в листьях резко падает, что ведет к
усилению фотодыхания. Однако в листьях многих растений, произрастающих в сухом и жарком климате, таких как кукуруза и сахарный тростник,
имеется специфический адаптивный механизм. У этих растений реакции цикла фиксации углерода, показанные на рис. 7-43, протекают только в
хлоропластах специализированных клеток
466
Рис. 7-44. Цикл транспортирования СО
2
у таких растений, как кукуруза. А. Образование углеводов происходит только в клетках обкладки
проводящего пучка, где находится вся рибулозобисфосфат-карбоксилаза. Цикл перемещения СО
2
начинается в клетках мезофилла; в реакциях
цикла участвуют четырех- и трехуглеродные соединения, указанные на схеме. Варианты такого цикла встречаются и в других СО
2
-
транспортирующих растениях. Б. Взаимодействие фосфоенолпирувата с СО
2
в клетках мезофилла.
в обкладке проводящего пучка, в которых содержится вся рибулозобисфосфат-карбоксилаза. Эти клетки защищены от воздуха и окружены слоем
клеток мезофилла, «перекачивающих» СО
2
в клетки обкладки и тем самым создающих для рибулозобисфосфат-карбоксилазы высокую
концентрацию СО
2
, которая сильно подавляет фотодыхание.
«Насосом» для перекачки СО
2
служит цикл реакций, начинающийся фиксацией СО
2
в цитозоле клеток мезофилла при участии фермента,
обладающего высоким сродством к двуокиси углерода (в виде бикарбоната). Образующееся четырехуглеродное соединение переносится в обкладку
проводящего пучка и расщепляется там на одну молекулу СО
2
и одну трехуглеродную молекулу. Последняя снова переходит в клетки мезофилла,
где в ходе реакции, требующей гидролиза АТР, превращается в активную форму, способную присоединить следующую молекулу СО
2
и вновь
повторить цикл транспортировки СО
2
(рис. 7-44).
Путем импульсного введения растению с таким СО
2
-насосом радиоактивной
14
СО
2
было установлено, что первое меченое органическое
вещество, появляющееся в мезофилле в результате ассимиляции
14
СО
2
, содержит четыре углеродных атома, тогда как в других растениях оно
оказывалось трехуглеродным (см. рис. 7-43). По этой причине транспортирующие СО
2
виды называют С
4
-растениями, а все остальные - С
3
-
растениями (рис. 7-45).
Подобно всякому направленному транспортному процессу, перенос СО
2
в клетки обкладки проводящего пучка требует затрат энергии. В
жарких, сухих условиях эти затраты часто бывают намного меньше потерь от фотодыхания, происходящего в С
3
-растениях, поэтому
467
Рис. 7-45. Сравнение анатомического строения листьев у С
3
-растений и С
4
-растений. В обоих случаях клетки, хлоропласты которых осуществляют
нормальный цикл фиксации углерода, выделены цветом. В С
4
-растениях клетки мезофилла специализированы для активной транспортировки СО
2
,
а не для фиксации углерода; именно эти клетки создают высокое отношение СО
2
:О
2
в клетках обкладки проводящего пучка. Только в этих клетках
у таких растений происходит цикл фиксации углерода (см. рис. 7-44). По проводящим пучкам образовавшаяся в листе сахароза поступает во все
остальные ткани растения.
С
4
-растения получают здесь преимущество. Кроме того, так как С
4
-растения могут осуществлять фотосинтез при низких концентрациях СО
2
внутри
листа, они меньше открывают устьица и потому способны фиксировать примерно в два раза больше углерода на единицу потерь воды, чем С
3
-
растения.
7.3.6. Фотосинтез определяется фотохимией молекулы хлорофилла [31]
Рассмотрев реакции связывания углерода, вернемся теперь к вопросу о том, как в процессе фотосинтетического переноса электронов,
протекающем в хлоропласте, образуются АТР и NADH, необходимые для синтеза углевода из СО
2
и Н
2
О (см. рис. 7-41). Необходимая энергия
извлекается из солнечного света, поглощаемого молекулами хлорофилла (рис. 7-46). Процесс преобразования энергии начинается с возбуждения
молекулы хлорофилла квантом света (фотоном), сопровождающегося переходом электрона на более высокий энергетический уровень. Такая
возбужденная молекула нестабильна и стремится вернуться к исходному состоянию одним из трех способов: 1) в результате превращения
избыточной энергии в тепло (в молекулярное движение), либо в тепло и свет с большей длиной волны (флуоресценция) в том случае, когда
лучистая энергия поглощается отдельной молекулой хлорофилла в растворе; 2) в результате передачи энергии (но не электрона) непосредственно
соседней молекуле хлорофилла при помощи процесса, называемого резонансной передачей энергии; или 3) путем передачи высокоэнергетического
электрона одной из ближайших молекул (акцептору электрона) и возвращения в первоначальное состояние в результате принятия
низкоэнергетического электрона от какой-то другой молекулы (донора электрона, рис. 7-47). Последние два механизма играют ключевую роль в
фотосинтезе.
Рис. 7-46. Строение хлорофилла. Атом магния связан в порфириновом кольце, близком по структуре к порфириновому кольцу, связывающему
железо в геме (сравните с рис. 7-27). Цветом выделена система сопряженных двойных связей.
468
Рис. 7-47. Три возможных пути возвращения активированного хлорофилла (молекулы, содержащей высокоэнергетический электрон) в исходное
невозбужденное состояние. В первом случае (I) лучистая энергия, поглощенная изолированной молекулой хлорофилла, полностью высвобождается
в виде света и тепла. В отличие от этого при фотосинтезе хлорофилл передает свою энергию другой молекуле в антенном комплексе (2) или отдает
возбужденный электрон в реакционном центре (3), как подробнее описано в тексте.
7.3.7. Фотосистема содержит реакционный центр и антенный комплекс [32]
Фотосистемами называют состоящие из множества белков комплексы, которые катализируют преобразование энергии света через
энергию возбужденных молекул хлорофилла в биологически полезные формы. Фотосистема содержит два тесно связанных компонента:
фотохимический реакционный центр и антенный комплекс (рис. 7-48).
Антенный комплекс необходим для улавливания света. В хлоропластах он представляет собой скопление нескольких сотен молекул
хлорофилла, связанных между собой белками, которые прочно удерживают эти молекулы в тилакоидной мембране. В зависимости от вида растения
в каждом комплексе находятся также дополнительные пигменты - каротиноиды, которые способны улавливать свет с другими длинами волн. При
возбуждении молекулы хлорофилла в антенном комплексе энергия быстро передается от одной молекулы к другой путем резонансного переноса до
тех пор, пока не достигнет двух особых молекул хлорофилла в фотохимическом реакционном центре. Таким образом, каждый антенный комплекс
действует как «воронка», со-
Рис. 7-48. Фотосистема состоит из реакционного центра и антенны. Реакционный центр представляет собой трансмембранный белковый комплекс,
удерживающий «специальную пару» молекул хлорофилла в определенном положении относительно других переносчиков электронов (см. рис. 7-
49). Реакционный центр катализирует третий процесс, представленный на рис. 7-47. Если рассматривать этот центр как фермент, то его субстратами
будут слабый донор электронов (молекула А) и слабый акцептор электронов (молекула Б), а продуктами реакции -сильный акцептор электронов
(окисленная молекула А) и сильный донор электронов (восстановленная молекула Б). Антенный комплекс содержит большую часть хлорофилла
тилакоидной мембраны и служит как бы воронкой, направляющей энергию возбужденного электрона к реакционному центру. Многие из этих актов
переноса энергии происходят между идентичными молекулами хлорофилла, передающими возбуждение случайным образом (процесс 2 на рис. 7-
47). Однако средний промежуток времени между поглощением возбуждающего кванта и передачей возбуждения в реакционный центр составляет
всего лишь 10
-10
-10
-9
с, так что в результате бесполезного процесса 1 теряется очень небольшая доля поглощенных
469
Рис. 7-49. Расположение переносчиков электронов в фотохимическом реакционном центре бактерий, установленное путем рентгеноструктурного
анализа. Изображенные молекулы пигмента удерживаются внутри трансмембранного белка и окружены липидным бислоем. От хлорофилла
антенного комплекса возбуждение передается электрону специальной пары молекул хлорофилла с помощью резонансного механизма (процесс 2 на
рис. 7-47), а затем происходит перенос возбужденного электрона от специальной пары молекул хлорофилла на хинон (через ряд промежуточных
этапов, см. рис. 7-50).
бирающая энергию и направляющая ее к специальным участкам, где она может быть использована наиболее эффективно (рис. 7-48).
Фотохимический реакционный центр это трансмембранный белково-пигментный комплекс, составляющий самое «сердце»
фотосинтеза. Полагают, что этот комплекс впервые появился у примитивных фотосинтезирующих бактерий более 3 млрд. лет назад. Особая пара
молекул хлорофилла в реакционном центре действует как надежная ловушка для энергии возбуждения благодаря тому, что реакционно-способные
электроны этих молекул прямо передаются в цепь акцепторов, расположенных в непосредственной близости к хлорофиллу в том же самом
белковом комплексе (рис. 7-49). Быстро удаляя высокоэнергетический электрон от хлорофилла, реакционный центр передает его близлежащим
молекулам, в которых электрон может находиться в гораздо более стабильном состоянии. Тем самым электрон становится доступным для
последующих фотохимических реакций, протекание которых требует времени. Как мы увидим, суммарный результат этих более медленных
реакций заключается в том, что низкоэнергетический электрон в составе слабого донора электронов (такого, как вода) становится
высокоэнергетическим в составе сильного донора (такого, как хинон).
7.3.8. Лучистая энергия, поглощенная хлорофиллом реакционного центра, используется для замены слабого донора электронов
сильным [33]
Процессы переноса электронов в только что описанных фотохимических реакциях интенсивно изучались с помощью методов скоростной
спектроскопии, особенно в фотосистеме пурпурных бактерий, более простой, чем эволюционно близкая к ней фотосистема хлоропластов.
Реакционные центры бактерий можно солюбилизировать и выделить в активной форме с помощью детергента. Это крупные белково-пигментные
комплексы, и в 1985 г. методом рентгеноструктурного анализа удалось определить их полную трехмерную структуру (см. рис. 6-72 и 7-49). Эта
структура в сочетании с данными кинетики дает наилучшее представление о реакциях переноса электронов, лежащих в основе фотосинтеза.
На рис. 7-50 схематически представлена последовательность этих реакций в реакционном центре пурпурных бактерий. Электрон,
возбужденный в результате поглощения света, быстро передается от особой
470
пары молекул хлорофилла через ряд других пигментов (рис. 7-49) на прочно связанный хинон - акцептор электронов, обозначенный Q
A
. В
результате этого переноса электрона, происходящего менее чем за 10
-9
с и практически необратимого, в хлорофилле образуется положительно
заряженная «дырка», обладающая очень высоким сродством к электронам. В результате захвата электрона от ближайшего цитохрома (в норме
слабого донора электронов) эта «дырка» заполняется. Затем высокоэнергетический электрон, удерживаемый Q
A
, переходит на второй хинон, Q
B
,
после чего покидает реакционный центр и переходит на подвижную молекулу хинона (Q) в фотосинтетической мембране. Будучи восстановлен,
этот хинон служит сильным донором электронов, восстановительная способность которого может использоваться для перемещения протонов.
Основной принцип описанного процесса заключается в том, что фотосистема дает возможность использовать энергию света для переноса
электрона от слабого донора электронов, т. е. молекулы, имеющей большое сродство к электронам (в данном случае от цитохрома), на такую
молекулу, как хинон, который в восстановленной форме служит сильным донором электронов. Таким образом, энергия возбуждения, которая в
обычных условиях рассеялась бы в виде тепла и/или флуоресценции, используется для повышения энергии электрона и образования сильного
донора электронов. Как мы увидим, в хлоропластах высших растений начальным донором электронов служит не цитохром, а вода, чем и
объясняется выделение кислорода при фотосинтезе у растений. Прежде чем перейти к рассмотрению процессов, происходящих в более сложной
фотосистеме хлоропластов и доставляющих в конечном результате энергию для синтеза АТР и NADPH, посмотрим, как эти конечные продукты
образуются у пурпурных бактерий с помощью менее сложного, но похожего механизма.
7.3.9. В процессе бактериального фотосинтеза на плазматической мембране создается электрохимический
протонный градиент, энергия которого используется для синтеза как АТР, так и NADPH [34]
Энергия электронов, переносимых восстановленным хиноном, используется в плазматической мембране пурпурных бактерий двумя раз-
Рис. 7-50. Перенос электронов, происходящий в фотохимическом реакционном центре пурпурных бактерий. Полагают, что сходная цепь реакций
осуществляется и в эволюционно близкой фотосистеме II у растений. Вверху справа схематично представлены молекулы, переносящие электроны, -
те, что изображены на рис. 7-49, и, кроме того, обмениваемый хинон (Q
B
) и подвижный хинон Q, растворенный в липидном бислое. Переносчики
электронов
1-5 определенным образом связаны с трансмембранным белком, который состоит из 596 аминокислотных остатков, образующих две
отдельные субъединицы (см. рис. 6-32). После возбуждения световым фотоном богатый энергией электрон переходит с одной молекулы пигмента
на другую, и это ведет к разделению зарядов, что показано на рисунке внизу (стадии
В-Д; молекулы пигмента, несущие высокоэнергетические
электроны, выделены цветом.) Перейдя в липидный бислой, хинон с двумя электронами захватывает два протона и утрачивает свой заряд (см. рис.
7-30).