В тилакоидных мембранах молекулы пигментов расположены вместе с белками и другими компонентами в двух различных комплексах — фотосистеме I и фотосистеме II (ФСI и ФСII).
Каждая фотосистема содержит:
-
во-первых, 1 молекулу "пигмента реакционного центра" (ПРЦ, хлорофилл А), которая после поглощения света (возбуждения) выполняет фотохимическую работу (перенос электронов);
-
во-вторых, множество молекул "пигментов-антенн", или "коллекторов" (хлорофиллы А и В, каротиноиды), передающих поглощенную энергию ПРЦ и возбуждающих его.
ФСI имеет в качестве ПРЦ пигмент-700 (хлорофилл А1) — две молекулы хлорофилла, которые благодаря взаимодействию диполь-диполь возбуждаются легче, чем хлорофилл-мономер.
ПРЦ в ФСII представляет собой пигмент-680 (хлорофилл А2). ФСII содержит особенно много хлорофилла В.
Фотохимическая работа пигмента реакционного центра осуществляется следующим образом.
Возбужденная молекула пигмента (ХЛ) отдает валентный электрон акцептору электронов с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП).
Образующийся при этом пигментный катион (ХЛ+) отнимает электрон от донора электронов с положительным ОВП. Таким образом, электроны переходят с более низкого энергетического уровня на более высокий против градиента ОВП:
ФСI переводит электроны: Е’О+0,4В (r) Е’О-0,4В (фотореакция I),
а ФСII: Е’О+0,8В (r) Е’О-0,15В (фотореакция II).