FOTOFOSFORILASI Prof. sukarti moeljopawiro, ph.d. laboratorium biokimia Fakultas biologi ugm

PENDAHULUAN Tenaga matahari merupakan sumber semua tenaga hayati

REAKSI FOTOSINTESIS

CHLOROPLAST (1) Volume lebih besar dari mitokondria Mempunyai 2 membran  OUTER and INNER membrane Terdapat TILAKOID yang tersusun dari GRANA Eukariotik fotosintetik  reaksi sinar dan fiksasi karbon terjadi di chloroplast

CHLOROPLAST (2) Membran thylakoid terpisah dengan membran dalam chloroplast TILAKOID  terdapat pigmen fotosintetik dan enzim untuk rekasi terang STROMA  berisi enzim untuk fiksasi karbon

STRUKTUR KLOROPLAS

PIGMENT FOTOSINTESIS Macam pigment : Klorofil  paling penting untuk penyerapan sinar Fikobilin Karotenoid

KLOROFIL Klorofil-a  berisi 4 cincin pirol yang mengelilingi Mg2+ Klorofil-b  gugus metil pada cincin II Klorofil-a  diganti gugus Aldehid Tumbuhan tinggi berisi Klorofil-a lebih banyak 2x dibanding Klorofil-b

PHICOBILIN Phycoerythrin  merah Phycocyanin  biru Allophycocyanin  violet Hanya terdapat pada ganggang merah dan Cyanobacteria Menyerap sinar pada panjang gelombang 520 – 630 nm

CAROTENOID β-carotene  orange kemerahan  prekursor vitamin A Xanthophyll  carotene kuning  berisi molekul O2

STRUKTUR KLOROFIL

Wavelength of Light Photosynthesis

FOTOSINTESIS Fotosintesis pada tumbuhan terjadi dalam 2 tahap : Rekasi terang  terjadi jika ada sinar Rekasi gelap  terjadi baik ada sinar maupun tidak REAKSI TERANG Klorofil dan pigmen lain menyerap tenaga cahaya diubah  tenaga kimia  ATP dan NADPH Secara bersamaan dikeluarkan O2 REAKSI GELAP ATP dan NADPH dari Rx terang  reduksi CO2  membentuk glukosa dan produk organik yang lain

FOTOSISTEM Fotosistem I : Reaction center P 700 Exited dengan sinar gelombang panjang Mengandung klorofil a lebih banyak Fotosistem II : Reaction center P680 Exited dengan sinar gelombang panjang dibawah 680 nm Mengandung klorofil a dan klorofil b yang sama dan juga mengandung klorofil c

REKASI Z DAN SIKLIS (1)

REKASI Z DAN SIKLIS (2)

REAKSI TERANG P680 + 4H+ + 2 QB + sinar (4 photon)  P680 + 2QBH2 Elektron mengalir karena illuminasi chloroplast NADP+  senyawa penerima elektron pada chloroplast 2H2O + 2NADP+ sinar 2NADPH + 2H + O2 Jadi elektron mengalir dari air ke NADP+ sedangkan pada mitokondria dari NADH ke oksigen Kloroplast  tidak akan terjadi aliran elektron tanpa adanya pengambilan tenaga Tenaga diambil dari sinar matahari Penyerapan sinar menyebabkan elektron terdorong ke atas

Keterangan Gambar Pada saat sinar diserap oleh fotosistem I  elektron terlempar dari fotosistem I dan mengalir ke bawah  NADP+  mereduksi senyawa ini  NADPH Meninggalkan lubang elektron yang kosong dan diisi oleh elektron yang terlempar dari fotosistem II, yang datang melalui rantai pembawa elektron  meninggalkan lubang elektron pada fotosistem II Lubang ini diisi elektron yang datang dari air Jadi H2O terpecah menjadi : Elektron yang diberikan ke fotosistem I Ion H + yang dibebaskan ke medium Molekul oksigen yang dibebaskan dalam bentuk gas

Cyclic eletron flow Hanya melibatkan fotosistem I Elektron yang meloncat ke P-430 tidak ke NADP+  mengalir kembali ke lubang elektron fotosistem I, melalui senyawa pemindah elektron antara fotosistem II dan I  Jadi, berupa aliran siklis (siklus) Selama siklus tidak dihasilkan NADPH maupun O2 namun diikuti fosforilasi ADP  ATP  cyclic photofosforylasi

ALIRAN PROTON DAN ELEKTRON

ALIRAN PROTON DAN ELEKTRON

Fotofosforilasi vs fosforilasi oksidatif Transport elektron dan fotofosforilasi pada kloroplast mempunyai kesamaan dengan transport elektron pada fosforilasi oksidatif pada mitokondria. Pusat rekasi, pembawa elektron dan enzim pembentuk ATP terletak pada membran tilakoid Fotofosforilasi memerlukan membran tilakoid yang intact Membran tilakoid tidak permeable terhadap H+ Fotofosforilasi

Fotosintesis vs Fosforilasi Oksidatif

CHEMIOSMOTIC COUPLING

Terima Kasih