主な違い – 光化学系1対2
光化学系I（PS I）と光化学系II（PS II）は、酸素を取り込む光合成に関わる2つのマルチサブユニットの膜タンパク質複合体です。
クロロフィルは、光エネルギーを取り込むための色素です。
PS 1にはクロロフィルB、クロロフィルA-670、クロロフィルA-680、クロロフィルA-695、クロロフィルA-700およびカロテノイドが含まれる。
クロロフィルA-700は、PS 1の活性反応中心です。
PS 2はクロロフィルB、クロロフィルA-660、クロロフィルA-670、クロロフィルA-680、クロロフィルA-695、クロロフィルA-700、フィコビリン、キサントフィルなどを含んでいる。
クロロフィルA-680は、光化学系2の活性反応中心です。
光化学系1と2の主な違いは、PS Iが長波長光（>680 nm）を吸収するのに対し、PS IIは短波長光（<680 nm）を吸収する点です。
1. What is Photosystem 1
– Definition, Characteristics, Function
2. What is Photosystem 2
– Definition, Characteristics, Function
3. What is the difference between Photosystem 1 and 2
光化学系1とは
PSⅠはクロロフィルの色素の集合体で、主に700nmの光の波長を吸収する。
光反応の最終段階はPS Iが触媒している。
PS Iの反応中心はクロロフィルA-700で構成されている。
PS Iのコアは、psaAとpsaBのサブユニットから構成されている。
PS Iのコアサブユニットは、PS IIのコアサブユニットより大きい。
PS IはクロロフィルA-670、クロロフィルA-680、クロロフィルA-695、クロロフィルA-700、クロロフィルB、カロテノイドから構成される。
光からの光子は、副色素に吸収され、反応中心に渡される。
反応中心自体も光子を吸収することができる。
吸収された光子のエネルギーは、高エネルギーの電子として反応中心から放出される。
この電子は、一連の電子伝達物質を経由して、最終的にNADP+還元酵素に取り込まれる。
NADP+還元酵素は、これらの電子からNADPHを生成する。
図1に光化学系の模式図を示す。
図1：光化学系の模式図
1 – 太陽光、2 – 色素、3 – 反応中心、4 – 高エネルギー電子の流れ、5 – 光化学系
光化学系2とは
PS IIはクロロフィルの色素の集合体で、主に680nmの光の波長を吸収する。
光反応の第一段階はPS IIが触媒する。
PS IIの反応中心はクロロフィルA-680で構成されている。
PS IIは、D1サブユニットとD2サブユニットからなるコアからなる膜貫通タンパク質です。
PS IIは、その他多くのタンパク質と色素が光化学系に配置されている。
色素はクロロフィルA-660、クロロフィルA-670、クロロフィルA-680、クロロフィルA-695、クロロフィルA-700、クロロフィルB、フィコビリンとキサントフィルです。
PS IIは、光子やアンテナ複合体中の関連アクセサリー色素を吸収してエネルギーを獲得する。
吸収された光子のエネルギーから高エネルギー電子が生成される。
これらの電子は、電子輸送系を通過する。
電子輸送系では、PS IIがプラストキノン（PQ）に電子を渡し、PQはチトクロムbf複合体に電子を運ぶ。
PS IIでは、PS IIから放出された電子を補充するために、水の光分解が起こる。
水分子が加水分解されるごとに、2分子のPQH2が生成される。
PS IIにおける反応全体を以下に示す。
2PQ（プラストキノン）＋2H2O → O2＋2PQH2 （プラストキノール）
光化学系1と光化学系2の違い
所在地
光化学系1: 光化学系1は、チラコイド膜の外側に位置する。
光化学系2: 光化学系2は、チラコイド膜の内表面にある。
フォトセンター
光化学系1：光化学系1の光中心は、P700です。
光化学系2: 光化学系2の光中心はP680です。
吸収波長
光化学系1：長波長光（680nm以上）を吸収する色素。
光化学系2：短波長（680nm以下）の光を吸収する色素。
光リン酸化
光化学系1：光化学系1は、環状と非環状の両方の光リン酸化に関与している。
光化学系2：光化学系2は、環状光リン酸化のみに関与している。
光分解
光化学系1：光化学系1では、水の光分解は起こらない。
光化学系2：光化学系2において水の光分解が起こる。
主な機能
光化学系1：NADPHの合成が主な機能です。
光化学系2：光化学系2の主な機能は、ATPの合成と水の加水分解です。
電子交換
光化学系1：放出された高エネルギー電子は、光分解で放出されるエネルギーで置き換えられる。
光化学系2：放出された高エネルギー電子は、光化学系IIから放出された電子に置き換わる。
顔料
光化学系1：PS1はクロロフィルB、クロロフィルA-670、クロロフィルA-680、クロロフィルA-695、クロロフィルA-700、カロテノイドを含有する。
光化学系2: PS 2はクロロフィルB、クロロフィルA-660、クロロフィルA-670、クロロフィルA-680、クロロフィルA-695、クロロフィルA-700、フィコビリンおよびキサントフィルを含有する。
コアの構成
光化学系1：PS Iのコアは、psaAとpsaBのサブユニットで構成されている。
光化学系2: PS IIのコアはD1サブユニットとD2サブユニットで構成される。
結論
PS IとPS IIは、光合成の光反応を駆動する2つの光化学系です。
光反応の第一段階はPS IIで起こり、光反応の最終段階はPS Iで起こる。
2つの光化学系はそれぞれ、タンパク質と色素の集合体で構成されています。
光化学系に含まれる主要な色素はクロロフィルです。
PS Iの反応中心はクロロフィルA-700、PS IIの反応中心はクロロフィルA-680で構成されています。
光化学系には、クロロフィル以外にカロテノイドも存在する。
PS Iのコアは、psaAとpsaBタンパク質の大きなサブユニットで構成されている。
PS IIのコアは、D1とD2の比較的小さなサブユニットで構成されている。
2つの光化学系それぞれの放出電子を置き換えるために、PS IIで水分子が加水分解される。
PS Iから放出された電子は、NADP+還元酵素によって使われ、NADPHが生成される。
しかし、光化学系1と光化学系2の主な違いは、それぞれの光化学系の反応中心で吸収される太陽光の波長です。
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