光化学系I

光化学系Iとは、光合成を行う植物、藻類、シアノバクテリアのチラコイド膜に存在する膜タンパク質複合体であり、光エネルギーを利用して電子をフェレドキシンへと伝達する光化学系の一つである。¹ 光化学系Iは、光合成の明反応において光リン酸化を駆動する中心的な役割を担っている。²

光化学系Iの反応中心には、特殊なクロロフィルaのダイマーである「P700」と呼ばれる色素分子が含まれている。¹ P700は光を吸収することによって励起され、電子を放出する。² 放出された電子は、クロロフィルやフィロキノン、鉄硫黄センターといった一連の電子受容体を経由して、最終的にストロマ側にある可溶性タンパク質であるフェレドキシンへと渡される。¹

光化学系Iによって電子を供与して酸化されたP700（P700+）は、光化学系II側からシトクロムb6f複合体を経由して運ばれてくるプラストシアニンからの電子を受け取ることで、速やかに還元されて元の状態に戻る。² この一連の電子伝達経路は、光化学系IIと光化学系Iが直列に働く「Zスキーム」と呼ばれる仕組みの一部を構成している。¹

高等植物の光化学系Iは、多数のタンパク質サブユニットからなる巨大な膜タンパク質複合体であり、光化学系I反応中心複合体とその周囲を取り囲む集光LHC-I（光化学系I集光性タンパク質複合体）から構成されている。² 光化学系Iは、光化学系IIと比較してより長波長（最大700 nm付近）の光を利用して電子伝達を行うことができる。¹

また、光化学系Iは光化学系IIとは独立して環状電子伝達にも関与することが知られている。² 環状電子伝達においては、フェレドキシンからプラストキノンを介して再びシトクロムb6f複合体へと電子が戻され、ATPの生成のみが効率的に行われる仕組みとなっている。¹