P680 และ P700เป็นส่วนหนึ่งของระบบแสง ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ผศ.ดร.ศุภจิตรา ชัชวาลย์

                    ในปฏิกิริยาที่ต้องใช้แสง (light reaction) รงควัตถุชนิดต่างๆ ที่อยู่บนไทลาคอยด์ จะอยู่รวมกันเป็นกลุ่มโดยมีการเกาะตัวอยู่กับโปรตีนหลายชนิด กลุ่มของโปรตีนบนไทลาคอยด์ที่มีรงควัตถุประกอบอยู่ด้วยนี้เรียกว่า ระบบแสง (photosystem) ในพืชชั้นสูงรงควัตถุที่ประกอบอยู่ในระบบแสงได้แก่ แคโรทีนอยด์ คลอโรฟิลล์ บี และคลอโรฟิลล์ เอ 

                    สิ่งมีชีวิตที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ ส่วนใหญ่มีระบบแสง 2 ระบบคือ ระบบแสง I (photosystem I) และระบบแสง II (photosystem II) ซึ่งระบบแสงทั้งสองจะทำหน้าที่ร่วมกันเพื่อให้สามารถถ่ายทอดพลังงานแสงไปใช้ในการสร้าง ATP และ NADPH การถ่ายทอดอิเลคตรอนใน light reaction เป็นดังภาพที่ 1

 
ภาพที่1 การถ่ายทอดอิเลคตรอนใน light reaction ซึ่งอาศัยการทำงานร่วมกันของ protein complex 3 ชนิดคือ ระบบแสง I (Photosystem I) ระบบแสง II (Photosystem II ) และ cytochrome b6f complex แต่ละ protein complex แสดงขอบเขตดังกรอบสี่เหลี่ยมดังที่ปรากฏในภาพ 
                    ในระบบแสงจะมีหน่วยรับพลังงานแสง (antenna complex) ซึ่งประกอบด้วยรงควัตถุหลายชนิด ทั้งแคโรทีนอยด์ คลอโรฟิลล์ บี และคลอโรฟิลล์ เอ ที่ทำงานร่วมกันในการรับพลังงานแสง แล้วส่งพลังงานนั้นเข้าสู๋ศูนย์กลางปฏิกิริยา (reaction center) ซึ่งคือโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ เอ ชนิดพิเศษชนิดหนึ่ง(ภาพที่2) ซึ่งโมเลกุลคลอโรฟิลล์ เอ นี้เมื่อได้รับพลังงานในช่วงคลื่นที่พอเหมาะ อิเล็คตรอนในโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ เอ ชนิดพิเศษจะถูกกระตุ้นให้มีพลังงานสูงขึ้น พร้อมที่จะปลดปล่อยอิเล็คตรอนนี้ให้กับตัวรับอิเล็คตรอนตัวถัดไป

ภาพที่ 2 antenna system ทำหน้าที่ในการรับพลังงานแสงซึ่งเป็นองค์ประกอบหนึ่งของระบบแสง 
                    ความแตกต่างประการหนึ่งของ ระบบแสง I และ ระบบแสง II ในด้านของการรับพลังงานคือ ระบบแสง I ประกอบด้วยหน่วยสังเคราะห์ด้วยแสงที่มีศูนย์กลางปฏิกิริยาที่สามารถรับพลังงานในช่วงคลื่นที่มีความยาวคลื่นต่ำกว่า ] 700 นาโนเมตร (P700) ในขณะที่ ระบบแสง II จะประกอบด้วยหน่วยสังเคราะห์แสงที่มี ศูนย์กลางปฏิกิริยาที่สามารถรับพลังงานในช่วงคลื่นที่มีความยาวคลื่นต่ำกว่า 680 นาโนเมตร (P680) ดังนั้น P680 และ P700 ที่ปรากฏในตำราต่างๆนั้น หมายถึง reaction center chlorophyll ของระบบแสง II และ ระบบแสง I ตามลำดับ อันเป็นส่วนหนึ่งของ ระบบแสง (photosystem)

                    ระบบแสง (photosystem) เป็น protein complex ที่ฝังตัวอยู่ในเมมเบรนไทลาคอยด์ (thylakoid membrane) แต่ละ photosystem ประกอบด้วย หน่วยสังเคราะห์ด้วยแสง (ซึ่งมีรงควัตถุหลายชนิดเป็นองค์ประกอบดังกล่าวข้างต้น) โปรตีนชนิดต่างๆที่จะเพาะต่อการทำงานของระบบแสงแต่ละชนิด ตัวรับอิเล็คตรอนจากศูนย์กลางปฏิริยา เช่น pheophytin ใน ระบบแสง II และ A0 ในระบบแสง I และยังประกอบด้วย ตัวรับอิเล็คตรอนลำดับถัดมาที่ฝังอยู่ใน protein complex ของ ระบบแสง เช่น plastoquinone เป็นต้น สำหรับระบบแสง II ซึ่งมีศูนย์กลางปฏิกิริยาที่เมื่ออยู่ในภาวะสูญเสียอิเล็คตรอน (oxidized form) จะมีความสามารถสูงในการชิงอิเล็คตรอน คือเป็น strong oxidant ซึ่งเมื่อทำงานร่วมกับ oxygen evolving complex ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบแสง II ทำให้เกิดการแตกตัวของน้ำ เป็น ออกซิเจน โปรตอน และ อิเล็คตรอน ได้ 

print บทความในรูปแบบ PDF format 
P680 และ P700 เป็นส่วนหนึ่งของระบบแสง (photosystem) ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

เพื่อความสะดวกในการ print ควรทำการ print จากไฟล์ PDF และถ้าไม่สามารถอ่านไฟล์ PDF ได้ 
ให้ไปทำการ down load โปรแกรม Adobe Acrobat Reader ก่อน

เว็บไซต์สำหรับศึกษาเพิ่มเติม (search by spong@) 

1. http://www.mrs.umn.edu/~goochv/CellBio/lectures/lightrxn/lightrxn.html 
    LIGHT REACTIONS มีคำอธิบาย แต่ไม่มีภาพประกอบ 
2. http://www.unis.org/UNIScienceNet/IBHbio3_knowledge.html 
    Photosynthesis – พร้อมภาพประกอบที่สามารถนำมาใช้ในการเรียนการสอนได้ 
3. http://niko.unl.edu/bs101/notes/lecture6.html#summary 
    Lecture Summary – Using Light to make Food 
4. http://www.uncp.edu/home/kellyl/BotRavCh7.htm 
    Lectures in Botany – Chapter 7 — Photosynthesis, Light, and Life 

 58,588 total views,  8 views today