光系统 I

中psa基因的位置。参与光合作用的21种蛋白质编码基因显示为绿色框。 ]]
光系统 I（ PSI，或质体蓝素 - 铁氧还蛋白氧化还原酶 ）是藻类、植物和一些细菌的光合作用光反应中的第二个光系统。 光系统  I是一种完整的膜蛋白复合物，它使用光能，以产生高能量载体ATP和NADPH。 PSI包含超过110个辅助因子，远远超过光系统II。

历史
这个光系统被称为PSI，因为它是在光系统II之前发现的。PSI在20世纪50年代发现，但当时这些发现的意义尚不清楚。 Louis Duysens在1960年首次提出了光系统I和II的概念，并在同一年，Fay Bendall和Robert Hill的提议将早期发现汇集成一个连贯的光合作用反应理论，，可能有助于PsaA / PsaB的二聚化。末端电子受体FA和FB位于称为PsaC的9kDa蛋白质中。

光子
色素分子的光激发诱导在天线复合物中的电子转移。

天线复合物
天线复合物由附着在两种蛋白质上的叶绿素和类胡萝卜素分子组成。 这些色素分子的数量因生物而异。例如，蓝细菌Synechococcus elongatus（ Thermosynechococcus elongatus ）具有约100种叶绿素和20种类胡萝卜素，而菠菜叶绿体具有约200种叶绿素和50种类胡萝卜素。 位于PSI天线复合体内的是叶绿素分子，称为P700反应中心。 由分子传播的能量被导向反应中心。 每个P700可能有多达120个或少至25个叶绿素分子。

P700反应中心
P700反应中心由改性叶绿素a组成，最佳吸收波长为700nm ，波长较长会导致漂白。 P700从天线分子接收能量，并利用每个光子的能量将电子提升到更高的能量水平。 这些电子在氧化/还原过程中成对地从P700移动到电子受体。 P700的电位约为-1.2伏 。 反应中心由两个叶绿素分子组成，因此称为二聚体。 二聚体被认为由一个叶绿素a分子和一个叶绿素a '分子（P700，webber）组成。 但是，如果P700与其他天线分子形成复合物，它就不再是二聚体。 叶绿醌A1氧化a0以接收电子，并进而还原Fx以使电子通过Fb和Fa 。

铁硫复合物
在PSI中发现了三个蛋白质铁 - 硫反应中心。标记为Fx ，Fa和Fb，它们用作电子转送器。 Fa和Fb与PSI复合物的蛋白质亚基结合，Fx与PSI复合物结合。 Fd移动以将电子携带至单独的类囊体或降低的酶。 FNR也可以通过与NADPH结合而接受来自NADPH的电子。

Ycf4蛋白结构域
Ycf4蛋白结构域存在于类囊体膜上，对光系统I至关重要，这种类囊体跨膜蛋白有助于组装光系统 I的组成部分，如果没有它，光合作用效率会低下。

演化
分子数据显示，PSI可能是从绿色硫细菌的光系统发展而来。绿色硫细菌和蓝细菌、藻类和高等植物的光系统不一样，但是有许多类似的功能和类似的结构。不同光系统之间的三个主要特征相似： 首先，氧化还原电位足以还原铁氧还蛋白； 其次，电子接受反应中心包括铁-硫蛋白； 最后，在两个光系统的复合物中的氧化还原中心构建在蛋白质亚基二聚体上。 绿色硫细菌的光系统甚至包含PSI中电子传递链的所有相同辅助因子。 两个光系统之间的相似性的数量和程度强烈地表明PSI来自绿色硫细菌的类似光系统。

请参见

• 生物混合太阳能电池

参考文献
外部链接
*[http://www.rcsb.org/pdb/static.do?p=education_discussion/molecule_of_the_month/pdb22_1.html Photosystem I: Molecule of the Month in the Protein Data Bank]
*[http://4e.plantphys.net/article.php?ch=3&id=73 Photosystem I in A Companion to Plant Physiology]
*[http://www.bio.ic.ac.uk/research/barber/ James Barber FRS Photosystems I & II]