P700 , o donante primario del fotosistema I , es un dímero molecular de clorofila a asociado con el centro de reacción del fotosistema I en plantas, algas y cianobacterias. [1] [2] [3] [4]
Su nombre se deriva de la palabra “pigmento” (P) y la presencia de una importante banda de blanqueo centrada alrededor de 695-700 nm en los espectros de diferencia de absorbancia inducida por flash de P700/P700+•. [5]
La estructura de P700 consiste en un heterodímero con dos moléculas de clorofila distintas, más notablemente clorofila a y clorofila a ', lo que le da un nombre adicional de "par especial". [6] Inevitablemente, sin embargo, el par especial de P700 se comporta como si fuera solo una unidad. Esta especie es vital debido a su capacidad de absorber energía de la luz con una longitud de onda aproximadamente entre 430 nm-700 nm, y transferir electrones de alta energía a una serie de aceptores que están situados cerca de ella, como el complejo Fe-S, Ferridoxina ( FD) , que tienen un potencial redox más alto, es decir, mayor afinidad por los electrones . [7]
El fotosistema I opera con las funciones de producir NADPH , la forma reducida de NADP + ( Fd 2- red + NADH + 2 NADP + + H + = Fd ox + NAD + + 2 NADPH.)[1] , al final de la reacción fotosintética a través de la transferencia de electrones , y de proporcionar energía a una bomba de protones y eventualmente ATP , por ejemplo en el transporte cíclico de electrones.
Cuando el fotosistema I absorbe luz, un electrón se excita a un nivel de energía más alto en la clorofila P700. El P700 resultante con un electrón excitado se denomina P700*, que es un agente reductor fuerte debido a su potencial redox muy negativo de -1,2 V. [8]
Tras la excitación del P700, uno de sus electrones pasa a un aceptor de electrones , A o , lo que desencadena la separación de cargas produciendo un A o − aniónico y un P700 + catiónico . Posteriormente, la transferencia de electrones continúa desde el A o a una molécula de filoquinona conocida como A 1 , y luego a tres grupos de hierro-azufre . [9]
Los fotosistemas de tipo I utilizan proteínas del grupo hierro-azufre como aceptores terminales de electrones. De este modo, el electrón se transfiere desde F x a otro grupo hierro-azufre, F A , y luego pasa al último grupo hierro-azufre que sirve como aceptor de electrones, F B . Finalmente, el electrón se transfiere a la proteína ferredoxina , lo que hace que se transforme en su forma reducida, que posteriormente finaliza el proceso reduciendo NADP + a NADPH.
La tasa de electrones que pasan de P700* a los aceptores de electrones subsiguientes es alta, lo que impide que el electrón se transfiera nuevamente a P700 + . [10] En consecuencia, en la mayoría de los casos, los electrones que se transfieren dentro del fotosistema I siguen una vía lineal, desde la excitación del par especial P700 hasta la producción de NADPH.
En determinadas situaciones, es vital para el organismo fotosintético reciclar los electrones que se están transfiriendo, lo que da como resultado que el electrón del grupo terminal hierro-azufre F B se transfiera nuevamente al complejo citocromo b6f (adaptador entre los fotosistemas II y I). [11] Utilizando la energía de P700 + , la vía cíclica crea un gradiente de protones útil para la producción de ATP, mientras que no se produce NADPH, ya que la proteína ferredoxina no se reduce. [12]
P700 + recupera su electrón perdido oxidando la plastocianina , que regenera P700.