[세포생물학] 광합성 영향 요인과 틸라코이드 막 전자전달과정 (비순환적/순환적 광인산화)

광합성에 영향을 주는 요인

빛의 세기입니다. 빛이 강해질수록 CO2 방출량보다 < CO2 흡수량이 많아집니다. (광포화점 이전까지만)

식물이 방출하는 CO2는 미토콘드리아가 방출한 양 - 미토콘드리아가 엽록체로 준 양 - 외부에서 흡수된 CO2 양입니다.

보상점(CO2 흡수량과 방출량이 같은 지점)에서는 식물의 포도당 분해량과 합성량이 동일합니다.

* 광합성에서 총생산은 순생산 + 호흡량입니다.

 

그 외에도 온도, CO2 농도 등이 있습니다. (상온에서는 35도 이전까지 높을수록 증가, 

 

 

광계

광계는 틸라코이드 막에 존재하고 있는데, 집광복합체가 있습니다.

안테나 색소들이 반응중심으로 전자를 전달할 수 있습니다.

 

광계 II의 반응중심은 엽록소 a(680nm)이며, 광계 I의 반응중심도 엽록소 a(700nm)입니다.

광계 II는 ATP를 합성하며, 광계 I은 NADPH를 합성하고 이를 이용해 CO2를 유기물로 고정합니다.

광계 II의 1차 전자 수용체는 페오피틴, 광계 I의 1차 전자 수용체는 필로퀴논입니다.

 

광계 II는 틸라코이드끼리 겹친 부분에 많고 (그라나 라멜라) 물의 광분해가 일어납니다.

광계 I은 틸라코이드끼리 안 겹친 부분에 많고 (스트로마 라멜라) ATP synthase가 있습니다.

 

 

틸라코이드 막 전자전달과정 (= 비순환적 광인산화)

비순환적 광인산화는 NADPH, ATP, O2가 생성되는 과정입니다.

 

PS II는 Mn 복합체를 통해 전자를 전달합니다.

플라스토퀴논(PQ)은 미토콘드리아 전자전달계의 유비퀴논(Q)과 비슷한 역할을 하는 비극성의 분자입니다.

시토크롬 복합체(Cyt)는 Fe-S 복합체를 가지며, 플라스토시아닌(PC)은 Cu를 가지고 있습니다.

페레독신(Fd)도 Fe-S를 가지고 있습니다.

 

* 순환적 광인산화에서는 고에너지 전자를 다시 Cyt 복합체로 전달합니다. (H+ pump에 재사용 가능 - ATP 합성하려고)

* 명반응 억제제는 PQH의 형성을 억제합니다.

 

 

순환적 광인산화

캘빈 사이클을 돌리는데에 18ATP + 12NADPH가 필요한데 ATP 소모량이 더 많으므로 균형을 맞추기 위해서 ATP만을 소모하는 과정입니다. (PS I만이 작동)