{"id":1283,"date":"2020-04-15T11:18:18","date_gmt":"2020-04-15T09:18:18","guid":{"rendered":"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=1283"},"modified":"2020-04-24T09:48:40","modified_gmt":"2020-04-24T07:48:40","slug":"wie-das-photosystem-ii-mittels-licht-elektronen-von-wasser-auf-plastochinon-uebertraegt","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/bioclips.info\/?page_id=1283","title":{"rendered":"Wie das Photosystem II mittels Licht Elektronen von Wasser auf Plastochinon \u00fcbertr\u00e4gt"},"content":{"rendered":"\n<p>Die Lichtreaktion beginnt im Photosystem II. Hier werden Elektronen durch Lichtenergie angeregt und vom Wasser auf die Elektronentransportkette \u00fcbertragen. Dieser Vorgang leistet einen wesentlichen Beitrag, um H<sup>+<\/sup>&nbsp;im Thylakoidlumen anzueichern (Protonengradient). Dieser R\u00fcckstau ist die Triebkraft f\u00fcr die ATP-Synthese.<\/p>\n\n\n\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"20\" height=\"20\" class=\"wp-image-961\" style=\"width: 20px;\" src=\"http:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/favicon.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/favicon.jpg 512w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/favicon-150x150.jpg 150w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/favicon-300x300.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 20px) 100vw, 20px\" \/> Was genau passiert im Photosystem II und wie erfolgt die Photolyse von Wasser und damit die Freisetzung von Sauerstoff?<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Photosystem II (PS II)<\/h2>\n\n\n\n<ul><li>Das PS II katalysiert den lichtgetriebenen Transfer von Elektronen aus Wasser auf Plastochinon.<\/li><li>Das Plastochinon wird dabei zu Plastochinol reduziert: 2Q + 2H<sub>2<\/sub>O -&gt; O<sub>2<\/sub>&nbsp;+ 2QH<sub>2<\/sub><\/li><li>PS II ist in der Thylakoidmembran so angeordnet, dass der Ort der Chinonreduktion auf der Stromaseite liegt, das Manganzentrum und damit der Ort der Wasserspaltung dagegen im Thylakoidlumen.&nbsp;<\/li><li>Die beiden Protonen, die bei der Reduktion von Q zu QH<sub>2<\/sub>&nbsp;aufgenommen werden, stammen aus dem Stroma. Die vier Protonen, die bei der Wasserspaltung freigesetzt werden, gelangen in Thylakoidlumen (<strong>Beitrag zum Protonengradienten<\/strong>).<\/li><\/ul>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Vorg\u00e4nge im Photosystem II der Photosynthese\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/uQJrPC7kGw8?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<ol><li>Die Reaktion beginnt mit der Anregung&nbsp; des speziellen Paares durch Licht (Chlorophyll a; \u00dcbergang vom P680 -&gt; P680<sup>+<\/sup>+ e<sup>&#8211;<\/sup>).<\/li><li>Pro Lichtquant wird vom P680<sup>+<\/sup>&nbsp;ein Elektron auf ein nahegelegenes Ph\u00e4ophytin \u00fcbertragen.<\/li><li>P680<sup>+<\/sup>&nbsp;ist ein sehr starkes Oxidationsmittel (&#8222;Elektronenl\u00fccke&#8220;), es zieht ein Elektron von den Wassermolek\u00fclen ab, die am Manganzentrum gebunden sind (Photolyse: &#8222;Elektronenl\u00fccke&#8220; wird geschlossen).<\/li><li>Vom Ph\u00e4ophytin wird das Elektron auf ein fest gebundenes Plastochinon (Q<sub>A<\/sub>&nbsp;\u2013Stelle) und dann auf ein mobiles Plastochinon (Q<sub>B<\/sub>&nbsp;-Stelle) \u00fcbertragen.<\/li><li>Ein zweites Elektron und durch die Aufnahme von zwei Protonen aus dem Stroma wird das mobile Plastochinon zu Plastochinol (QH<sub>2<\/sub>) reduziert (<strong>Beitrag zum Protonengradienten<\/strong>).<\/li><\/ol>\n\n\n\n<ul><li>Die Energie von zwei Photonen ist im Reduktionspotential von QH<sub>2<\/sub>&nbsp;gespeichert.<\/li><li>Plastochinol (QH2) wird dem Q\/QH<sub>2<\/sub>-Pool in der Thylakoidmembran zugef\u00fchrt.<\/li><li>Plastochinol \u00fcbertr\u00e4gt die Protonen und Elektronen zum Cytochrom bf &#8211; Komplex.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Photolyse \u2013 Spaltung von Wasser (HILL-Reaktion)<\/h3>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Das Mangan-Zentrum<\/h4>\n\n\n\n<ul><li>Innerhalb des Manganzentrums befinden sich ein Calciumion und vier Manganionen.<\/li><li>Mangan kann in vielen Oxidationsstufen vorkommen (Mn<sup>2+<\/sup>; Mn<sup>3+<\/sup>; &nbsp;Mn<sup>4+<\/sup>; Mn<sup>5+<\/sup>) und starke Verbindungen mit sauerstoffhaltigen Verbindungen eingehen.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Photolyse &#8211; Verlauf<\/h4>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Photolyse am HILL-Akzeptor - die Spaltung von Wasser\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/8Xghe802TEI?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<ul><li>Nach der Absorption eines Photons wird ein Elektron aus dem P680 entfernt, das spezielle Paar ist dadurch positiv geladen P680<sup>+<\/sup><\/li><li>P680<sup>+<\/sup>&nbsp;ist ein sehr starkes Oxidationsmittel, welches Elektronen vom Wasser abzieht, die am Manganzentrum gebunden sind.<\/li><li>Wasser dient als Elektronenquelle zur Neutralisation der positiven Ladung auf dem speziellen Paar im P680<sup>+<\/sup>.<\/li><li>Das Manganzentrum oxidiert zwei Molek\u00fcle Wasser zu einem Molek\u00fcl Sauerstoff.<\/li><li>Es werden vier Protonen absorbiert, um zwei Wassermolek\u00fclen vier Elektronen zu entziehen.<\/li><li>Die vier aus dem Wasser gewonnenen Elektronen dienen zur Reduktion von zwei Molek\u00fclen Q zu QH<sub>2<\/sub><\/li><li>Abschlie\u00dfend wird Sauerstoff (O<sub>2<\/sub>) freigesetzt.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>Die Elektronen stammen nicht direkt aus den Manganionen, sondern von einem Thyrosinrest (h\u00e4ufig als Z bezeichnet) der Untereinheit D1 im PS II. Thyrosin wirk hier somit als Elektronendonator. Durch die Elektronenabgabe entsteht ein Thyrosinradikal, das den Manganionen Elektronen entzieht. Die Manganionenerhalten die Elektronen des Wassers, wodurch O<sub>2<\/sub>\u00a0ensteht und 4H<sup>+<\/sup>\u00a0freigesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"20\" height=\"20\" class=\"wp-image-1327\" style=\"width: 20px;\" src=\"http:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Pfeil.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Pfeil.jpg 512w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Pfeil-300x300.jpg 300w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Pfeil-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 20px) 100vw, 20px\" \/> Auf dem Lernpfad<\/h3>\n\n\n\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"25\" height=\"23\" class=\"wp-image-1329\" style=\"width: 25px;\" src=\"http:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/uni3.jpg\" alt=\"\"> <a href=\"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=1275\">Wie Cytochrom b6f Elektronen zum Photosystem I weiterleitet<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Lichtreaktion beginnt im Photosystem II. Hier werden Elektronen durch Lichtenergie angeregt und vom Wasser auf die Elektronentransportkette \u00fcbertragen. Dieser Vorgang leistet einen wesentlichen Beitrag, um H+&nbsp;im Thylakoidlumen anzueichern (Protonengradient). Dieser R\u00fcckstau ist die Triebkraft f\u00fcr die ATP-Synthese. Was genau passiert im Photosystem II und wie erfolgt die Photolyse von Wasser und damit die Freisetzung&#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":1228,"menu_order":3,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/1283"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=1283"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/1283\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1361,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/1283\/revisions\/1361"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/1228"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=1283"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}