Фотофосфорилација
У процесу фотосинтезе, фосфорилација АДП до АТП користећи енергију сунчевевог светла се назива фотофосфорилација. Само два извора енергије су доступна живим организмима: сунчева светлост и редукционо-оксидационе (редокс) реакције. Сви организми производе АТП, који је универзална енергетска валута живих бића.[1][2] При фотосинтези обично долази до фотолизе воде и константног једносмерног протока електрона од воде до ПС.
У фотофосфорилацији, светлосна енергија се користи за креирање виско-енергетског електронског донора и ниско-енергетског електронског акцептора. Електрони се затим спонтано покрећу са донора на акцептор путем ланца електронског транспорта.
АТП и реакције уреди
АТП формира ензим АТП синтаза. Структура овог ензима и његов ген су веома слични код свих познатих животних форми.[2]
АТП синтатаза се напаја трансмембранским електрохемијским градијентом потенцијала, обично у виду протонског градијента. Функција ланца електронског транспорта је да се створи тај градијент. У свим живим организмима, серије редокс реакција се користе за формирање трансмембранског градијента електрохемијског потенцијала, или такозване протонске погонске силе.
Редокс реакције су хемијске реакције у којима се електрони преносе са молекула донора на молекуле акцептора. Основна сила која управља овим реакцијама је Гибсова слободна енергија реактаната и продуката. Гибсова слободна енергија је енергија која је доступна („слободна”) за вршење рада. Свака реакција која умањује свеукупну Гибсову слободну енергију система се спонтано одвија (ако је систем изобарски и адијабатски), мада реакција може да одвија споро ако је кинетички инхибирана.[3]
Трансфер електрона високо-енергетског молекула (донора) на ниско-енергетски молекул (акцептор) може да буде просторно одвојен у серије интермедијерних редокс реакција. То је ланац транспорта електрона.
Чињеница да је реакција термодинамички могућа не значи да ће се она заправо одвијати. Смеша водоничног и кисеоничног гаса се спонтано не пали. За то је неопходно да се обезбеди енергија активације или да се снизи унутрашња енергија активације система, да би се омогућило одвијање већине биохемијских реакција корисном брзином. Живи системи користе комплексне макромолекуларне структуре за снижавање енергије активације биохемијских реакција.
