Fotofosforilasi

FOTOFOSFORILASI
Prof. sukarti moeljopawiro, ph.d.
laboratorium biokimia
Fakultas biologi ugm
PENDAHULUAN
• Tenaga matahari merupakan sumber semua tenaga hayati
REAKSI FOTOSINTESIS
CHLOROPLAST (1)
• Volume lebih besar dari
mitokondria
• Mempunyai 2 membran 
OUTER and INNER
membrane
• Terdapat TILAKOID yang
tersusun dari GRANA
• Eukariotik fotosintetik 
reaksi sinar dan fiksasi
karbon terjadi di chloroplast
CHLOROPLAST (2)
• Membran thylakoid terpisah dengan membran dalam
chloroplast
• TILAKOID  terdapat pigmen fotosintetik dan enzim untuk
rekasi terang
• STROMA  berisi enzim untuk fiksasi karbon
STRUKTUR KLOROPLAS
PIGMENT FOTOSINTESIS
• Macam pigment :
– Klorofil  paling penting untuk penyerapan sinar
– Fikobilin
– Karotenoid
KLOROFIL
• Klorofil-a  berisi 4 cincin pirol yang mengelilingi Mg2+
• Klorofil-b  gugus metil pada cincin II Klorofil-a 
diganti gugus Aldehid
• Tumbuhan tinggi berisi Klorofil-a lebih banyak 2x
dibanding Klorofil-b
PHICOBILIN
•
•
•
•
Phycoerythrin  merah
Phycocyanin  biru
Allophycocyanin  violet
Hanya terdapat pada
ganggang merah dan
Cyanobacteria
• Menyerap sinar pada
panjang gelombang 520 –
630 nm
CAROTENOID
• β-carotene  orange kemerahan 
prekursor vitamin A
• Xanthophyll  carotene kuning  berisi
molekul O2
STRUKTUR KLOROFIL
Wavelength of Light
Photosynthesis
FOTOSINTESIS
• Fotosintesis pada tumbuhan terjadi dalam 2 tahap :
– Rekasi terang  terjadi jika ada sinar
– Rekasi gelap  terjadi baik ada sinar maupun tidak
• REAKSI TERANG
– Klorofil dan pigmen lain menyerap tenaga cahaya diubah 
tenaga kimia  ATP dan NADPH
– Secara bersamaan dikeluarkan O2
• REAKSI GELAP
– ATP dan NADPH dari Rx terang  reduksi CO2  membentuk
glukosa dan produk organik yang lain
FOTOSISTEM
• Fotosistem I : Reaction center P 700
– Exited dengan sinar gelombang panjang
– Mengandung klorofil a lebih banyak
• Fotosistem II : Reaction center P680
– Exited dengan sinar gelombang panjang dibawah 680
nm
– Mengandung klorofil a dan klorofil b yang sama dan juga
mengandung klorofil c
REKASI Z DAN SIKLIS (1)
REKASI Z DAN SIKLIS (2)
REAKSI TERANG
•
•
•
•
•
P680 + 4H+ + 2 QB + sinar (4 photon)  P680 + 2QBH2
Elektron mengalir karena illuminasi chloroplast
NADP+  senyawa penerima elektron pada chloroplast
2H2O + 2NADP+ sinar 2NADPH + 2H + O2
Jadi elektron mengalir dari air ke NADP+ sedangkan
pada mitokondria dari NADH ke oksigen
• Kloroplast  tidak akan terjadi aliran elektron tanpa
adanya pengambilan tenaga
• Tenaga diambil dari sinar matahari
• Penyerapan sinar menyebabkan elektron terdorong ke
atas
Keterangan Gambar
• Pada saat sinar diserap oleh fotosistem I  elektron terlempar
dari fotosistem I dan mengalir ke bawah  NADP+ 
mereduksi senyawa ini  NADPH
• Meninggalkan lubang elektron yang kosong dan diisi oleh
elektron yang terlempar dari fotosistem II, yang datang melalui
rantai pembawa elektron  meninggalkan lubang elektron
pada fotosistem II
• Lubang ini diisi elektron yang datang dari air
• Jadi H2O terpecah menjadi :
– Elektron yang diberikan ke fotosistem I
– Ion H + yang dibebaskan ke medium
– Molekul oksigen yang dibebaskan dalam bentuk gas
Cyclic eletron flow
• Hanya melibatkan fotosistem I
• Elektron yang meloncat ke P-430 tidak ke NADP+ 
mengalir kembali ke lubang elektron fotosistem I, melalui
senyawa pemindah elektron antara fotosistem II dan I 
Jadi, berupa aliran siklis (siklus)
• Selama siklus tidak dihasilkan NADPH maupun O2
namun diikuti fosforilasi ADP  ATP  cyclic
photofosforylasi
ALIRAN PROTON DAN
ELEKTRON
ALIRAN PROTON DAN
ELEKTRON
Fotofosforilasi vs fosforilasi
oksidatif
• Transport elektron dan fotofosforilasi pada
kloroplast mempunyai kesamaan dengan transport
elektron pada fosforilasi oksidatif pada
mitokondria.
– Pusat rekasi, pembawa elektron dan enzim pembentuk
ATP terletak pada membran tilakoid
– Fotofosforilasi memerlukan membran tilakoid yang
intact
– Membran tilakoid tidak permeable terhadap H+
– Fotofosforilasi
Fotosintesis vs Fosforilasi Oksidatif
CHEMIOSMOTIC COUPLING
Terima Kasih