Detaillierter Ablauf des Protonentransports

Der Protonentransport in der Lichtreaktion der Photosynthese ist ein komplexer Prozess, der mehrere Schritte umfasst. Er beginnt mit der Fotolyse des Wassers am Photosystem II und endet mit der Bildung von NADPH im Stroma.

Die Photolyse des Wassers, katalysiert durch ein manganhaltiges Protein, spaltet Wasser in Protonen, Elektronen und Sauerstoff. Die freigesetzten Protonen verbleiben im Thylakoid-Innenraum und erhöhen dort die Konzentration. Die Elektronen werden zum Reaktionszentrum P680 des Photosystems II geleitet.

Example: Bei der Photolyse entstehen aus einem Wassermolekül zwei Protonen, zwei Elektronen und ein halbes Sauerstoffmolekül.

Das Plastochinon spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung des Protonengradienten. In seiner oxidierten Form (PQox) nimmt es auf der Stromaseite zwei Protonen auf, reduziert die Protonenkonzentration dort und wird zu PQred. Dieses wandert zur Innenseite der Membran, gibt die Protonen ab und verstärkt so den Gradienten.

Highlight: Der Plastochinon-Zyklus ist ein wichtiger Mechanismus zum aktiven Transport von Protonen über die Thylakoidmembran.

Die Elektronen werden weiter über Cytochrom und Plastocyanin zum Photosystem I transportiert. Dort werden sie erneut durch Lichtenergie angeregt und schließlich über Ferredoxin auf NADP+ übertragen. Bei der Bildung von NADPH werden weitere Protonen aus dem Stroma aufgenommen, was den Protonengradienten zusätzlich verstärkt.

Zusammenfassung der Protonengradient-Erzeugung

Der Protonengradient wird durch drei Hauptprozesse aufrechterhalten: Fotolyse, Plastochinon-System und NADPH-Synthese.

Highlight: Diese Prozesse erhöhen kontinuierlich die Protonenkonzentration im Thylakoid-Innenraum.

Definition: Die ATP-Synthase der Photosynthese nutzt diesen Gradienten zur ATP-Produktion.