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광계
광합성 색소와 단백질로 이루어진 복합체 / From Wikipedia, the free encyclopedia
광계(光系, 영어: photosystem)는 광합성의 주요 광화학 반응들을 함께 수행하는 광합성과 관련된 단백질 복합체들의 기능적, 구조적 단위이다. 광계는 빛의 흡수 및 에너지와 전자의 전달에 관여한다. 광계는 식물, 조류 및 남세균의 틸라코이드 막에서 발견된다. 광계는 식물과 조류의 엽록체에 위치하고 있고, 광합성 세균의 세포막에 위치하고 있다. 광계에는 광계 I과 광계 II의 두 가지 종류가 있다. I, II는 발견 순서로 역사적으로 광계 I 이 광계 II 보다 먼저 발견되었지만, 비순환적 광인산화에서의 작동 순서는 광계 II 가 먼저 작동한 다음 광계 I 이 작동한다.
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광계 II는 적색광을 흡수하고 광계 I은 원적색광을 흡수한다. 광합성 활성은 광계가 적색광이나 원적색광에 노출될 때 감지되지만, 광합성 활성은 식물이 두 파장의 빛에 모두 노출될 때가 가장 크다. 실제로 연구에 따르면 두 파장이 함께 광합성 활성에 부가적인 효과보다는 시너지 효과를 갖는 것으로 나타났다.[1]
각 광계는 광화학 반응이 일어나는 반응 중심과 반응 중심을 둘러사는 안테나 복합체라는 두 부분으로 구성된다. 안테나 복합체에는 여기 에너지를 광계의 중심으로 보내는 수백 개의 엽록소 분자가 포함되어 있다. 반응 중심에서 에너지는 포획되고 전달되어 고에너지 분자를 생성한다.[2]
광계 II의 주요 기능은 물을 산소 분자(O2)와 양성자로 효율적으로 분해하는 것이다. 광계 II는 광계 I에 전자의 꾸준한 흐름을 제공하여, 고에너지 전자의 에너지를 NADP+ 및 H+로 전달하여 NADPH를 생성한다. 생성된 NADPH는 식물에서 다양한 대사 과정에 사용될 수 있다.[2]