산소 발생 복합체

코크 회로(Kok cycle). 망가니즈 중심의 산화 상태는 논쟁의 여지가 있다.

1.9 Å 분해능에서 광계 II의 산소 발생 복합체의 Mn₄O₅Ca 코어의 X선 결정 구조.

산소 발생 복합체(酸素發生複合體, 영어: oxygen-evolving complex, OEC)는 광합성의 명반응 동안 물의 광분해에 관여하는 물을 산화시키는 데 관여하는 효소이다. 물 분해 복합체(영어: water-splitting complex)라고도 한다. 산소 발생 복합체는 막-내강 경계면에서 광계 II의 4개의 핵심 단백질로 둘러싸여 있다. 물을 분해하는 메커니즘은 4번째 광자가 물을 산화시키는 데 충분한 에너지를 제공하기 전에 3개의 광자를 흡수하는 것과 관련된다. 1970년에 코크()에 의해 널리 받아들여진 이론에 기초하여 이 복합체는 S₀에서 S₄까지 5가지 상태로 존재할 수 있다. S₀가 가장 많이 환원된 상태이고, S₄가 가장 많이 산화된 상태이다. 광계 II에 갖힌 광자는 계를 S₀ 상태에서 S₄상태로 이동시킨다. S₄는 불안정하며 물과 반응하여 유리 산소를 생성한다. 산소 발생 복합체는 가장 낮은 상태인 S₀으로 재설정되기 위해 2개의 물 분자를 사용하여 4개의 전자를 뽑아낸다.

산소 발생 복합체의 활성 부위에는 Mn₄Ca₁O_xCl_1–2(HCO₃)_y라는 화학식을 갖는 망가니즈와 칼슘의 클러스터가 포함되어 있다. 이 클러스터는 D₁ 및 CP₄₃ 소단위체에 의해 조정되고 외재성 막 단백질에 의해 안정화된다. 그 외의 특징에 대해서도 검토되었다.

현재 산소 발생 복합체의 메커니즘은 완전히 이해되지 않았다. Ca⁺², Cl⁻¹ 및 금속 클러스터를 둘러싸고 있는 막 단백질의 역할과 함께 잘 이해되지 않고 있다. 알려진 것의 대부분은 섬광 광분해 실험, 전자 스핀 공명, X선 분광법을 통해 밝혀졌다.

같이 보기

• 광합성
• 명반응
• 광계 II