P 680 ( P680 , pigmentti 680 ) eli fotosysteemi II:n ensisijainen luovuttaja on kahden klorofylli a - molekyylin , P 1 ja P 2 , dimeeri , joita kutsutaan myös erikoispariksi [ 1 ] . Yhdessä nämä kaksi molekyyliä muodostavat eksitonidimeerin, toisin sanoen ne edustavat toiminnallisesti yhtä järjestelmää, ja virittyessään käyttäytyvät kuin yksi molekyyli . Tällaisen erikoisparin valoenergian maksimiabsorptio osuu aallonpituudelle λ = 680 nm . Ensisijainen luovuttaja viritetään absorboimalla sopivan aallonpituuden omaavia fotoneja tai siirtämällä viritysenergiaa muista fotosysteemi II:n klorofylleistä. P 680 absorboi valokvantin ja siirtyy fotoherätettyyn tilaan, jonka seurauksena yksi sen elektroneista menee korkeammalle energiatasolle - pääalatasolta S 0 ensimmäiselle singlettialatasolle S 1 . Tämä elektroni irrotetaan erityisestä parista ja vangitaan ensisijaisella elektronin vastaanottajalla, feofytiinillä , joka sijaitsee fotosysteemin II sisällä P 680 :n vieressä . Prosessia, jossa elektroni irtoaa erityisestä parista ja sen siirtyminen feofytiiniksi radikaaliparin muodostuessa, kutsutaan varauserotukseksi . Hapetettu P 680 + pelkistetään vangitsemalla elektroni valosysteemin II vettä hapettavasta kompleksista .
P 680+ on vahvin biologinen hapetin . Sen redox-potentiaali on noin +1,3 V [2] (muiden lähteiden mukaan +1,12 V [ 1] ). Tämä mahdollistaa sen, että se indusoi veden hapettumisprosessin, jonka redox-potentiaali on +0,8 V. Samaan aikaan fotoherätetyn P 680 :n redox-potentiaali on negatiivisella alueella (alle -0,6 V).
Photosystem II, kuten purppurabakteerien reaktiokeskus , on epäsymmetrinen , ja dimeerin kaksi molekyyliä eivät ole samanarvoisia. Yksi klorofylli a (P 1 ) -molekyyli muodostaa vetysidoksia D 1 -proteiinin aminohappojen kanssa käyttämällä ketoesteriryhmiä asemissa C 9 ja C 10 , ja toinen klorofylli a (P 2 ) -molekyyli muodostaa vain yhden vetysidoksen. Koska P 1 muodostaa suuremman määrän vetysidoksia, sen redox-potentiaali on suurempi ja elektronin liikevoima suurempi. Dimeerin virityshetkellä elektroni siirtyy P 2 :sta klorofyllimolekyyliin P 1 , ja muodostuu dipoli . Paikallisen sähkökentän ilmaantumisen vuoksi erityisparin konformaatiossa tapahtuu muutos , mikä helpottaa elektronin edelleen siirtymistä feofytiiniin , ja positiivinen varaus lokalisoituu yhteen klorofyllistä [3] .
Toisin kuin erityinen fotosysteemi I (P 700 ) ja bakteriofyllipari ( P 870 ) purppurabakteerien fotosysteemissä , P 680 :ssa klorofyllit sijaitsevat paljon suuremmalla etäisyydellä (5,2 Å verrattuna 3,6 Å P 700 ja 3,6 Å). 3,5 Å P 870 :ssä ), ja niiden tasot ovat jonkin verran vinossa toisiinsa nähden, mikä vähentää merkittävästi eksitonikonjugaation energiaa ja hidastaa valoenergian sieppausnopeutta, mikä puolestaan tekee varauksen erottumisen prosessista klorofylli hitaampaa. Alhainen energiansieppausnopeus mahdollistaa viritystasojen hallinnan PSII-antennissa, mikä suojaa reaktiokeskusta valoinhibitiolta [4] .
Photosystem II:n reaktiokeskus on termodynaamisesti paljon tehokkaampi kuin purppurabakteerien reaktiokeskus. PSII:ssa 680 nm:n (1,84 eV ) kvanttia käytetään valoindusoituun varauksen erotukseen, jolloin muodostuu stabiili radikaalipari P 680 + - Feo - , P 680 + : n redox-potentiaali on +1,12 V, Feo-potentiaali on - 0,13 V Siten absorboituneesta 1,84 eV:n fotonienergiasta stabiiliin radikaalipariin jää 1,25 eV, eli hyötysuhde on 68 %. PSI-reaktiokeskukselle tämä arvo on 58 %. Purppurabakteereissa fotonit, joiden energia on 1,44 eV (870 nm), tuottavat stabiilin radikaaliparin P 680 + - Q A - , joka vastaa 0,5 eV:n energiaa, eli prosessin hyötysuhde on 35 % [5 ] .
Siten PSII-reaktiokeskus kehittyi niin, että sen varauserotustehokkuus oli kaksi kertaa korkeampi kuin purppurabakteerien reaktiokeskuksen . Siksi heikon kytkentästrategian kehittyminen luo merkittävän edun fotokemiallisen energian muuntamisen tehokkuudessa happijärjestelmien reaktiokeskuksissa [5] .