P700

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.

Su nombre se deriva de la palabra “pigmento” (P) y de la presencia de una importante banda blanqueadora centrada alrededor de 695-700 nm en los espectros de diferencia de absorbancia inducida por flash de P700/P700+•.

La estructura de P700 consiste en un heterodímero con dos moléculas de clorofila distintas, la más notable es la clorofila a y la clorofila a’, lo que le da un nombre adicional de “par especial”. Sin embargo, inevitablemente, el par especial de P700 se comporta como si fuera una sola unidad. Esta especie es vital debido a su capacidad de absorber energía de la luz con una longitud de onda de aproximadamente entre 430 nm y 700 nm, y transferir electrones de alta energía a una serie de aceptores que se encuentran cerca de ella, como el complejo Fe-S, Ferridoxina(FD), que tienen un potencial redox más alto, es decir, mayor afinidad por los electrones.

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.

Tras la excitación del P700, uno de sus electrones pasa a un aceptor de electrones, A_o, lo que desencadena la separación de cargas, lo que produce 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 A₁, y luego a tres grupos de hierro y azufre.

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 velocidad de transferencia de electrones desde P700* a los aceptores de electrones subsiguientes es alta, lo que impide que el electrón se transfiera nuevamente a P700⁺. 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 transfieren, lo que hace que el electrón del grupo terminal hierro-azufre F_B se transfiera de nuevo al complejo citocromo b6f (adaptador entre los fotosistemas II y I). 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.

El P700⁺ recupera su electrón perdido oxidando la plastocianina, que regenera el P700.

• P680
• Fotosistema I
• Fotosistema II