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Lexikon der Biologie: Q-Zyklus

Q-Zyklus m, der Mechanismus, der bei den Lichtreaktionen der Photosynthese die meisten der experimentellen Befunde zum Ablauf des Elektronen- und Protonentransports im Cytochrom-b6f-Komplex erklären kann. Der Q-Zyklus besteht aus 2 Teilschritten, bei denen eines der beiden Elektronen, die bei der Oxidation von reduziertem Plastochinon (Plastohydrochinon) entstehen, über eine lineare Elektronentransportkette zum Photosystem I gelangt. Das zweite Elektron durchläuft einen zyklischen Transportprozeß, der zusätzlich Protonen von der Stromaseite auf die Lumenseite durch die Thylakoidmembran transportiert. Beim linearen Prozeß übernimmt das sog. Rieske-Protein (ein Eisen-Schwefel-Protein) ein Elektron vom Plastohydrochinon und transferiert es auf Cytochrom f, das es wiederum an das Plastocyanin weiterleitet ( vgl. Abb. ). Das zweite Elektron wird im zyklischen Prozeß auf 1 oxidiertes Plastochinon übertragen, wobei ein Semichinon entsteht. Durch einen zweiten Durchgang entsteht durch eine weitere Reduktion aus diesem ein Hydrochinon. Die Bilanz des Q-Zyklus lautet daher: Nach 2 Durchgängen am Cytochrom-b6f-Komplex werden 2 Elektronen zum Photosystem I weitergeleitet, 2 Plastohydrochinone zum Plastochinon oxidiert sowie ein Plastochinon zum Plastohydrochinon reduziert. Gleichzeitig werden 4 Protonen vom Stroma in das Thylakoidlumen transportiert.



Q-Zyklus

Mechanismus des Elektronen- und Protonentransports im Cytochrom-b6f-Komplex. Cyt = Cytochrom, FeSR = Rieske-Fe-S-Protein, Q = Plastochinon, Q·– = Semichinon, QH2 = Plastohydrochinon

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