Dua subunit utama PSI, PsaA dan PsaB, ialah protein yang berkait rapat yang terlibat dalam pengikatan kofaktor pemindahan elektron penting, P700, Acc, A0, A1, dan Fx. PsaA dan PsaB kedua-duanya ialah protein membran integral 730 hingga 750 asid amino yang mengandungi 11 segmen transmembran. Satu gugusan besi-sulfur [4Fe-4S] dipanggil Fx diselaraskan oleh empat sisteina; dua sisteina disediakan setiap satu oleh PsaA dan PsaB. Kedua-dua sisteina dalam setiap subunit adalah proksimal, dan terletak dalam gelung di antara segmen transmembran kesembilan dan kesepuluh. Motif zip leusina nampaknya terdapat[5] di hilir sisteina, dan boleh menyumbang kepada pendimeran PsaA/PsaB. Penerima elektron terminal, FA and FB, juga gugusan besi-sulfur [4Fe-4S], terletak di dalam protein 9 kDa yang dipanggil PsaC yang mengikat kepada teras PsaA/PsaB berhampiran Fx.[6][7]

Foton

Fotopengujaan molekul pigmen dalam kompleks antena mendorong pemindahan elektron dan tenaga. [10]

Kompleks antena

Kompleks antena terdiri daripada molekul klorofil dan karotenoid yang dipasang di dua protein.[11] Molekul pigmen ini menghantar tenaga resonans daripada foton apabila mereka menjadi fototeruja. Molekul antena boleh menyerap semua panjang gelombang cahaya dalam spektrum tampak.[12] Bilangan molekul pigmen ini berbeza dari organisma ke organisma. Sebagai contoh, sianobakteria Synechococcus elongatus (Thermosynechococcus elongatus) mempunyai kira-kira 100 klorofil dan 20 karotenoid, manakala kloroplas bayam mempunyai sekitar 200 klorofil dan 50 karotenoid. [12] [3] Di dalam kompleks antena PSI ialah molekul klorofil yang dipanggil pusat tindak balas P700. Tenaga yang disalurkan oleh molekul antena diarahkan ke pusat tindak balas. Ada mungkin sebanyak 120 atau paling sedikit 25 molekul klorofil di dalam setiap P700.[13]

Pusat tindak balas P700

Pusat tindak balas P700 terdiri daripada klorofil a terubah suai yang paling baik menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm.[14] P700 menerima tenaga daripada molekul antena, dan menggunakan tenaga daripada setiap foton untuk menaikkan elektron ke tahap tenaga yang lebih tinggi (P700*). Elektron ini digerakkan secara berpasangan dalam proses pengoksidaan/penurunan daripada P700* kepada penerima elektron, meninggalkan P700+. Pasangan P700*- P700+ mempunyai potensi elektrik kira-kira −1.2 volt. Pusat tindak balas diperbuat daripada dua molekul klorofil dan oleh itu dirujuk sebagai dimer.[11] Dimer dianggap terdiri daripada satu molekul klorofil a dan satu molekul klorofil a'. Walau bagaimanapun, jika P700 membentuk kompleks dengan molekul antena lain, ia tidak lagi boleh menjadi dimer.[13]

Klorofil A0 dan A1 terubah suai

Kedua-dua molekul klorofil yang diubah suai ialah penerima elektron awal dalam PSI. Mereka hadir satu per sisi PsaA/PsaB, membentuk dua cabang yang boleh diambil oleh elektron untuk mencapai Fx. A0 menerima elektron daripada P700*, menghantarnya ke A1 dari sisi yang sama, yang kemudiannya menghantar elektron ke kuinon pada sisi yang sama. Spesies yang berbeza nampaknya mempunyai keutamaan yang berbeza bagi sama ada cabang A/B. [15]

Filokuinon

Filokuinon, kadangkala dipanggil vitamin K1,[16] ialah penerima elektron awal seterusnya dalam PSI. Ia mengoksidakan A1 untuk menerima elektron, dan seterusnya dioksidakan semula oleh Fx, dari mana elektron dihantar ke Fb dan Fa.[16][17] Penurunan Fx nampaknya merupakan langkah pengehad kadar.[15]

Kompleks besi-sulfur

Tiga pusat tindak balas besi-sulfur berprotein ditemui dalam PSI. Berlabel Fx, Fa, dan Fb, ia berfungsi sebagai geganti elektron.[18] Fa dan Fb terikat di subunit protein kompleks PSI, dan Fx terikat di kompleks PSI.[18] Pelbagai eksperimen telah menunjukkan beberapa perbezaan antara teori orientasi kofaktor besi-sulfur dan susunan operasi.[18] Dalam satu model, Fx menghantar elektron kepada Fa, yang meneruskannya kepada Fb untuk mencapai feredoksin. [15]

Feredoksin

Feredoksin (Fd) ialah protein larut yang memudahkan pengurangan NADP+ kepada NADPH. [19] Fd bergerak untuk membawa elektron sama ada ke tilakoid tunggal atau enzim yang menurunkan NADP+.[19] Membran tilakoid mempunyai satu tapak pengikatan untuk setiap fungsi Fd.[19] Fungsi utama Fd adalah untuk membawa elektron dari kompleks besi-sulfur ke feredoksin-NADP+ reduktase.[19]

Ferredoksin–NADP+ reduktase

Enzim ini memindahkan elektron dari feredoksin diturunkan kepada NADP+ untuk melengkapkan penurunan kepada NADPH.[20] Enzim ini juga boleh menerima elektron daripada NADPH dengan mengikatnya.[20]

Plastosianin

Plastosianin ialah pembawa elektron yang memindahkan elektron daripada sitokrom b6f ke kofaktor P700 PSI dalam keadaan terionnya, P700+.[10][21]