Hoofdreactiecentra

Hoofdreactiecentra, ook wel primaire reactiecentra genoemd, zijn de centrale pigment–proteïnecomplexen in fotosynthetische membranen waar lichtenergie wordt omgezet in een gerichte elektronentransfer. Zij vormen de eerste stap van de lichtafhankelijke reacties en zetten excitatie over in een gerichte stroom elektronen die uiteindelijk wordt gebruikt voor ATP- en NADPH-synthese.

Er bestaan twee hoofdtypen hoofdreactiecentra bij zuurstofproducerende organismen: Photosystemen I en II (PSI en PSII). In PSI bevindt het speciale chlorophyll-a molecuulkoppelingspaar P700 elektronen naar de eerste acceptor; in PSII doet een P680-koppelingspaar hetzelfde. PSII speelt een cruciale rol bij de watersplitting, waardoor elektronen aan de keten worden aangevuld en O2 vrijkomt. PSI levert elektronen aan NADP+ om NADPH te vormen. Samen vormen PSI en PSII een elektronentransportketen die zowel ATP als NADPH levert aan de koolstoffixatiecyclus.

Bij anoxygene fotosynthese in bacteriën komen hoofdreactiecentra ook voor, maar vaak als één centraal RC in een membraancomplex. Deze bacteriële RC’s kunnen Type I of Type II genoemd worden, met verschillende elektronacceptoren en pigmentcompositie. De structuur bestaat uit een eiwitkader met een speciaal paar pigmentmoleculen, aangevuld met klassieke pigmenten en elektronacceptoren die elektronen verder leiden.

Locaties verschillen: in planten en algen bevinden ze zich in thylakoïdmembranen, terwijl bij bacteriën de RC’s in het cytoplasmamembraan zitten. Hoofdreactiecentra vormen zo de kern van de lichtafhankelijke reacties en bepalen de efficiëntie van de fotosynthese.