Valosysteemi on toiminnallinen ja rakenteellinen yksikkö proteiinikomplekseja, jotka suorittavat fotosynteesin ensisijaiset fotokemialliset reaktiot : valon absorption , energian muuntamisen ja elektroninsiirron . Valosysteemit sijaitsevat kasvien, levien ja syanobakteerien tylakoidikalvossa (kasveissa ja levissä ne sijaitsevat kloroplasteissa ) tai fotosynteettisten bakteerien sytoplasmisessa kalvossa. Yleisesti ottaen kaikki valokuvajärjestelmät on jaettu kahteen tyyppiin - samanlainen kuin Photosystem II ja samanlainen kuin valokuvajärjestelmä I.
Valojärjestelmän keskellä on reaktiokeskus , joka on entsyymi , joka käyttää valoa molekyylien korjaamiseen (suurenergisten elektronien luomiseen). Tätä reaktiokeskusta ympäröivät valoa keräävät kompleksit , jotka tarjoavat tehokkaamman valon absorption.
Valosysteemin reaktiokeskuksia on kahta tyyppiä: tyypin I reaktiokeskus kuten fotosysteemissä I ( esim. vihreissä rikkibakteereissa ) ja tyypin II reaktiokeskus kuten fotosysteemissä II (esillä purppuraisissa ei-rikkibakteereissa ). Molempia reaktiokeskuksia on kasvien kloroplasteissa ja syanobakteereissa .
Kukin fotosysteemi eroaa valon aallonpituuden, jossa sen pääpigmentti aktiivisimmin absorboi, joka luovuttaa elektroneja valon vaikutuksesta (700 ja 680 nm PSI- ja PSII -kloroplasteille), valoa keräävien kompleksien lukumäärän ja tyypin sekä valonkeräyskompleksien suhteen . terminaalielektronin vastaanottaja.
Tyypin I fotosysteemit käyttävät ferredoksiinin kaltaisia proteiineja, joissa on rauta-rikkiklusteri terminaaleina vastaanottajina , kun taas tyypin II fotosysteemit siirtävät elektroneja kalvoliukoiseen kinonikuljettajaan . Molempia reaktiokeskuksia on kasvien kloroplasteissa ja syanobakteereissa, joissa ne toimivat yhdessä muodostaen ainutlaatuisen elektroninkuljetusketjun, joka mahdollistaa elektronien saamisen vedestä hapen muodostumisen sivutuotteena.
Eukaryooteissa fotosysteemi koostuu useista (>20 tai >30) proteiinialayksiköistä, jotka tarjoavat ankkurointikohdan useille kofaktoreille. Kofaktoreina voivat olla pigmentit (esim. klorofylli , feofytiini , karotenoidit ), kinonit ja rauta- rikkiklusterit [1] .
Bakteereissa fotosysteemit kiinnittyvät yleensä suoraan solukalvoon tai sen invaginaatioihin ja koostuvat paljaasta reaktiokeskuksesta, jota ympäröivät valoa keräävät kompleksit ja joskus muutama lisäalayksikkö [2] . Purppurabakteerissa reaktiokeskus koostuu kolmesta alayksiköstä: L ( eng. light ), M ( eng. medium ) ja H ( eng. heavy ). L- ja M-alayksiköt sisältävät kromoforeja, kun taas H-alayksikkö muodostaa sytoplasman domeenin [3] . Rhodopseudomonas viridiksellä on lisäksi ei-membraanialayksikkö, neljän heemin sytokromi (4Hcyt), joka sijaitsee periplasman puolella .
Vihreissä rikkibakteereissa reaktiokeskus koostuu viidestä alayksiköstä: PscA-D. Kaksi PscA-alayksikköä dimerisoivat ja pitävät kofaktorit yhdessä, ja kumpikin sitoo yhden kopion PscD:stä ja PscC:stä, joka kantaa hemiä. PscB-alayksikkö sijaitsee dimeerin keskellä ja yhdistää kaksi rauta-rikkiklusteria, jotka luovuttavat elektroneja ferredoksiinille [4] .