1 Frage zu Protonentransfer

Der Q-Zyklus ist ein zentraler Mechanismus im Cytochrom b6f-Komplex, der in der Photosynthese von Pflanzen, Algen und Cyanobakterien eine wichtige Rolle spielt. Er ermöglicht die Übertragung von Elektronen von Plastochinon (PQ) zu Plastocyanin (PC) und trägt zur Bildung eines Protonengradienten über die Thylakoidmembran bei, der für die ATP-Synthese genutzt wird. ### Erster Turnover: 1. **Elektronenübertragung**: - Der Q-Zyklus beginnt, wenn ein Elektron von Plastochinon (PQH2) an das Cytochrom b6f-Komplex abgegeben wird. PQH2 wird oxidiert, wobei zwei Elektronen freigesetzt werden. - Eines der Elektronen wird auf das Cytochrom f übertragen, während das andere Elektron über eine Reihe von Redoxzentren (Cytochrom b6 und Fe-S-Cluster) zu einem anderen PQ-Molekül (PQ) geleitet wird. 2. **Protonentransfer**: - Während der Oxidation von PQH2 zu PQ werden zwei Protonen (H+) in den Thylakoidinnenraum abgegeben. Dies trägt zur Erhöhung des Protonengradienten bei. ### Zweiter Turnover: 1. **Elektronenübertragung**: - Im zweiten Turnover wird das PQ, das im ersten Schritt reduziert wurde, erneut oxidiert. Das zweite Elektron, das im ersten Turnover auf das Cytochrom f übertragen wurde, wird nun auf Plastocyanin (PC) übertragen, wodurch PC reduziert wird. - Das reduzierte Plastocyanin kann dann Elektronen an das Photosystem I (PSI) weitergeben. 2. **Protonentransfer**: - Im zweiten Turnover wird erneut ein PQH2 gebildet, und es werden wieder zwei Protonen in den Thylakoidinnenraum abgegeben. Dies verstärkt den Protonengradienten weiter. ### Zusammenfassung: Der Q-Zyklus führt also in zwei Turnovers zur Übertragung von Elektronen und zur Bildung eines Protonengradienten, der für die ATP-Synthese entscheidend ist. Insgesamt werden pro Zyklus vier Protonen in den Thylakoidinnenraum gepumpt, was die Effizienz der Energieumwandlung in der Photosynthese erhöht.