Progress Toward a Molecular Mechanism of Water Oxidation in Photosystem II

Annual Review of Physical Chemistry - Tập 68 Số 1 - Trang 101-116 - 2017
David J. Vinyard1, Gary W. Brudvig2
1Department of Biological Sciences, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana 70803
2Department of Chemistry Yale University New Haven, Connecticut 06520

Tóm tắt

The active site of photosynthetic water oxidation is the oxygen-evolving complex (OEC) in the photosystem II (PSII) reaction center. The OEC is a Mn4CaO5 cluster embedded in the PSII protein matrix, and it cycles through redox intermediates known as Si states (i = 0–4). Significant progress has been made in understanding the inorganic and physical chemistry of states S0–S3 through experiment and theory. The chemical steps from S3 to S0 are more poorly understood, however, because the identity of the substrate water molecules and the mechanism of O–O bond formation are not well established. In this review, we highlight both the consensuses and the remaining challenges of PSII research.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

1. Blankenship RE. 2014. Molecular Mechanisms of Photosynthesis. Chichester, UK: Wiley-Blackwell

2. Falkowski PG, Raven JA. 2007. Aquatic Photosynthesis. Princeton, NJ: Princeton Univ. Press

10.1146/annurev-biochem-070511-100425

10.1038/nature09913

10.1126/science.1093087

10.1111/j.1751-1097.1970.tb06017.x

10.1111/j.1751-1097.1969.tb05696.x

10.1021/bi401214v

10.1016/j.bbabio.2012.10.006

10.1126/science.1254910

10.1074/jbc.274.43.30387

10.1007/BF00046752

10.1039/C4SC03720K

10.1016/j.bbabio.2013.01.013

10.1146/annurev-arplant-050312-120129

10.1021/cr4004874

10.1016/j.cbpa.2016.02.007

10.1021/ja002104f

10.1002/chem.200800445

10.1016/j.ccr.2007.09.022

10.1073/pnas.0505207102

10.1038/nature13991

10.1021/acs.biochem.5b00089

10.1016/j.bbabio.2011.07.004

10.1021/bi048697e

10.1021/acs.inorgchem.5b02578

10.1021/bi200681q

10.1021/bi971815w

10.1021/bi9711285

10.1021/ja972696a

10.1021/ja043012j

10.1021/ja071487f

10.1021/jp510948e

10.1021/jp403321b

10.1016/j.bbabio.2007.02.022

10.1021/ja00047a072

10.1021/acs.biochem.5b00974

10.1002/anie.201204705

10.1016/j.bbabio.2016.01.015

10.1016/j.cplett.2015.07.039

10.1002/anie.201306667

10.1073/pnas.78.1.274

10.1021/bi00348a042

10.1016/0005-2728(84)90075-6

10.1039/c4cp00493k

10.1007/s11120-007-9194-9

10.1039/f19878303635

10.1021/bi00364a023

10.1529/biophysj.104.040238

10.1006/jmrb.1994.1110

10.1021/acs.jpcb.7b00110

10.1021/acs.jpcb.5b05740

10.1021/acs.accounts.6b00405

10.1039/C5SC03124A

10.1021/acs.jpclett.5b02851

10.1016/0005-2728(80)90015-8

10.1016/0014-5793(84)80162-3

10.1021/bi00245a027

10.1126/science.1117551

10.1021/bi101198n

10.1351/pac199870040925

10.1098/rstb.2007.2217

10.1007/978-94-011-3953-3_331

10.1016/j.jphotobiol.2011.01.014

10.1021/ar900240w

Dean JA, 1985, Lange's Handbook of Chemistry

10.1002/chem.201501593

10.1073/pnas.1422800112

10.1021/ja210957u

10.1016/j.ccr.2007.09.001

10.1021/ar900225y

10.1021/cr0204294

10.1021/acs.biochem.5b00025

10.1016/j.ccr.2007.09.004

10.1016/S0005-2728(00)00225-5

10.1039/b407269c

10.1016/j.bbabio.2014.04.001

10.1073/pnas.92.8.3209

10.1073/pnas.1304334110

10.1021/ja401517e

10.1039/C5FD00087D

10.1021/ja061348i

10.1021/ic061968k

10.1021/ja9635950

Richens DT, 1997, The Chemistry of Aqua Ions

10.1021/bi300294n

10.1016/0005-2728(94)90222-4

10.1016/S0005-2728(97)00069-8

10.1016/j.bbabio.2010.03.022

10.1093/oxfordjournals.pcp.a029510

10.1007/s11120-004-7081-1

10.1021/bi010852r

10.1016/0014-5793(83)80152-5

10.1016/0014-5793(84)80322-1

10.1016/0005-2728(90)90018-Y

10.1016/S0006-3495(88)82973-4

10.1073/pnas.1520211113

Bard AJ, 2001, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications

10.1073/pnas.1202799109

10.1016/0005-2728(72)90116-8