Fotosystemet är en funktionell och strukturell enhet av proteinkomplex som utför de primära fotokemiska reaktionerna av fotosyntes : ljusabsorption , energiomvandling och elektronöverföring . Fotosystem finns i tylakoidmembranet hos växter, alger och cyanobakterier (i växter och alger finns de i kloroplaster ), eller i det cytoplasmatiska membranet hos fotosyntetiska bakterier. I allmänhet är alla fotosystem uppdelade i två typer - liknande fotosystem II och liknande fotosystem I.
I mitten av fotosystemet finns reaktionscentret , som är ett enzym som använder ljus för att reparera molekyler (skapa högenergielektroner). Detta reaktionscentrum är omgivet av ljusskördande komplex , som ger effektivare ljusabsorption.
Det finns två typer av fotosystemreaktionscentra: typ I reaktionscentrum som i fotosystem I (finns i gröna svavelbakterier ) och typ II reaktionscenter som i fotosystem II (finns i lila icke-svavelbakterier ). Båda typerna av reaktionscentra finns i växtkloroplaster och cyanobakterier .
Varje fotosystem skiljer sig åt i våglängden av ljus där dess huvudpigment mest aktivt absorberar, vilket donerar elektroner under påverkan av ljus (700 och 680 nm för PSI- och PSII- kloroplaster), antalet och typen av ljusupptagande komplex, samt den terminala elektronacceptorn.
Typ I-fotosystem använder ferredoxinliknande proteiner med ett järn-svavelkluster som terminala acceptorer , medan fotosystem av typ II överför elektroner till en membranlöslig kinontransportör . Båda typerna av reaktionscentra finns i växtkloroplaster och cyanobakterier, där de tillsammans bildar en unik elektrontransportkedja som gör det möjligt att få elektroner från vatten med bildning av syre som biprodukt.
I eukaryoter består fotosystemet av flera (>20 eller >30) proteinsubenheter som tillhandahåller en förankringsplats för ett antal kofaktorer. Kofaktorer kan vara pigment (t.ex. klorofyll , pheophytin , karotenoider ), kinoner och järn-svavelkluster [1] .
Hos bakterier är fotosystem vanligtvis fixerade direkt i cellmembranet eller dess invaginationer och består av ett nakent reaktionscentrum omgivet av ljusupptagande komplex och ibland ett litet antal ytterligare subenheter [2] . Hos lila bakterier består reaktionscentret av tre underenheter: L ( eng. lätt ), M ( eng. medium ) och H ( eng. tung ). L- och M-subenheterna bär kromoforer, medan H-subenheten bildar den cytoplasmatiska domänen [3] . Rhodopseudomonas viridis har en ytterligare icke-membransubenhet, en fyrhems cytokrom (4Hcyt), belägen på sidan av periplasman .
I gröna svavelbakterier består reaktionscentret av fem subenheter: PscA-D. De två PscA-subenheterna dimeriserar och håller kofaktorer samman, var och en av dem binder en kopia av PscD och PscC, som bär hemen. PscB-subenheten är belägen i mitten av dimeren och länkar samman två järn-svavelkluster som donerar elektroner till ferredoxin [4] .