Fotofosforylaation

Fotofosforylaation is het proces waarbij lichtenergie wordt gebruikt om chemische energie te produceren in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP). Dit gebeurt via een elektronentransportketen en chemiosmose in fotosynthetische organismen. Het vindt plaats in de thylakoïde membranen van chloroplasten bij planten en algen, en in de plasmamembraan van fotosynthetische bacteriën.

Bij niet-cyclische fotofosforylaation leveren watersplitsing (PSII) en het transport van elektronen via plastoquinon, cytochroom b6f en plastocyanine energie zodat protonen in het thylakoïde lumen worden gepompt. De protonmotieve kracht drijft ATP-synthase aan, wat ATP maakt uit ADP en Pi. Tegelijkertijd wordt NADP+ gereduceerd tot NADPH via ferredoxine-NADP+-reductase. Deze route levert zowel ATP als NADPH en gaat gepaard met zuurstofproductie.

Cyclische fotofosforylaation gebruikt alleen fotosysteem I, waarbij elektronen uiteindelijk terugkeren naar plastoquinon en vervolgens door de cytochroom-b6f- complex terug naar PSI gaan. Hierdoor ontstaat een extra protonenstroom en ATP-synthese, maar geen NADPH. Dit mechanisme verschuift de balans tussen ATP en NADPH en helpt bij het afstemmen van de energiebehoefte van de cellen.

Uitvoer en belang: Niet-cyclische fotofosforylaatie levert ATP en NADPH en is gekoppeld aan zuurstofafgifte. Cyclische fotofosforylaation levert extra ATP, wat nodig kan zijn voor assimilatieprocessen zoals de Calvin-cyclus en andere biosynthetische routes. De werking vindt plaats in de fotosynthetische membranen van planten, algen en cyanobacteriën.