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Lexikon der Biologie: Xanthophyllzyklus

Xanthophyllzyklus, Bezeichnung für die reversible zweistufige Deepoxidation (Carotinoide) von Violaxanthin (Diepoxid) über das Monoepoxid Antheraxanthin zum Zeaxanthin, die in Anwesenheit von Licht enzymatisch erfolgt und dadurch einen Schutzmechanismus vor lichtbedingtem oxidativem Streß darstellt (Photorespiration). Dabei kommt es zur Erhöhung der Zahl der konjugierten (Konjugation) Doppelbindungen von 9 auf 11. Die Rückreaktion findet dann im Dunkeln statt. In Abhängigkeit von der Lichteinstrahlung kommt es zu einer Verschiebung des stationären Gleichgewichts zwischen den 3 genannten Xanthophyllen. Dies wird nicht direkt durch Lichteinstrahlung, sondern indirekt durch den lichtabhängigen Protonengradienten (protonenmotorische Kraft) der Thylakoidmembran kontrolliert. Die für die Deepoxidation verantwortlichen Enzyme sind integrale Proteine der Thylakoidmembran und reagieren auf die Ansäuerung des Lumens, wenn sich der ATP-Verbrauch verlangsamt, mit der verstärkten Bildung von Zeaxanthin. Die Epoxidasen hingegen benötigen pH-Werte im neutralen Bereich. Lichtschutzmechanismen (Abb.).

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