A fotorendszer olyan fehérjekomplexek funkcionális és szerkezeti egysége, amelyek a fotoszintézis elsődleges fotokémiai reakcióit végzik : fényelnyelést , energiaátalakítást és elektrontranszfert . A fotorendszerek a növények, algák és cianobaktériumok tilakoid membránjában (növényekben és algákban a kloroplasztiszokban ) vagy a fotoszintetikus baktériumok citoplazmatikus membránjában találhatók. Általánosságban elmondható, hogy minden fotorendszer két típusra oszlik – hasonlóan a II. fotorendszerhez és az I. fotorendszerhez.
A fotorendszer középpontjában a reakcióközpont található , amely egy olyan enzim , amely fényt használ a molekulák javítására (nagy energiájú elektronok létrehozására). Ezt a reakcióközpontot fénygyűjtő komplexek veszik körül , amelyek hatékonyabb fényelnyelést biztosítanak.
A fotorendszer reakcióközpontjainak két típusa van: az I. típusú reakcióközpont, mint az I. fotorendszerben (a zöld kénbaktériumokban van jelen ) és a II. típusú reakcióközpont, mint a II. fotorendszerben (a lila, nem kén baktériumokban van jelen ). Mindkét típusú reakciócentrum jelen van a növényi kloroplasztiszokban és a cianobaktériumokban .
Mindegyik fotorendszer különbözik a fény hullámhosszában, amelyben a fő pigmentje a legaktívabban nyel el, amely a fény hatására elektronokat ad (700 és 680 nm a PSI és PSII kloroplasztiszoknál), a fénygyűjtő komplexek számában és típusában, valamint a terminális elektronakceptor.
Az I-es típusú fotorendszerek ferredoxin -szerű fehérjéket használnak vas-kén klaszterrel terminális akceptorként , míg a II-es típusú fotorendszerek elektronokat adnak át egy membránban oldódó kinon transzporternek . Mindkét típusú reakciócentrum jelen van a növényi kloroplasztiszokban és a cianobaktériumokban, ahol együtt dolgozva egyedi elektrontranszport láncot alkotnak, amely lehetővé teszi elektronok kinyerését a vízből, melléktermékként oxigén képződésével.
Az eukariótákban a fotorendszer több (>20 vagy >30) fehérje alegységből áll, amelyek számos kofaktor számára biztosítanak rögzítési helyet. Kofaktorok lehetnek pigmentek (pl. klorofill , feofitin , karotinoidok ), kinonok és vas-kén klaszterek [1] .
Baktériumokban a fotorendszerek általában közvetlenül a sejtmembránban vagy annak invaginációiban rögzülnek, és csupasz reakcióközpontból állnak, amelyet fénygyűjtő komplexek és néha néhány további alegység vesz körül [2] . A lila baktériumokban a reakcióközpont három alegységből áll: L ( eng. light ), M ( eng. medium ) és H ( eng. heavy ). Az L és M alegységek kromoforokat hordoznak, míg a H alegység alkotja a citoplazmatikus domént [3] . A Rhodopseudomonas viridisnek van egy további nem membrán alegysége, egy négyhem citokróm (4Hcyt), amely a periplazma oldalán helyezkedik el .
A zöld kénbaktériumokban a reakcióközpont öt alegységből áll: PscA-D. A két PscA alegység dimerizálja és összetartja a kofaktorokat, és mindegyik köti a PscD és a hemet hordozó PscC egy példányát. A PscB alegység a dimer közepén helyezkedik el, és két vas-kén klasztert köt össze, amelyek elektronokat adnak a ferredoxinnak [4] .