葉綠體進行光合磷酸化,必須:(1)類囊體膜上進行電子傳遞;(2)類囊體膜內外有質子梯度;(3)有活性的ATP酶。破壞這三個條件之一的試劑都能使光合磷酸化中止,這些試劑也就成了光合磷酸化的抑制劑。
(1)電子傳遞鏈
傳遞過程是:P680→pheo→Q→PQ→Fe-S-Cytb6→Cytf→PC→P700。其中 P700 和 P680
分別為光系統Ⅰ和光系統Ⅱ的作用中心色素,pheo為去鎂葉綠素
(2)電子傳遞抑制劑
指抑制光合電子傳遞的試劑,如羥胺(NH2OH)切斷水到PSⅡ的電子流,DCMU抑制從PSⅡ上的Q到PQ的電子傳遞;KCN和Hg等則抑制PC的氧化。一些除草劑如西瑪津(simazine)、阿特拉津(atrazine)、除草定(bromacil)、異草定(isocil)等也是電子傳遞抑制劑,它們通過阻斷電子傳遞抑制光合作用來殺死植物。
(3)解偶聯劑
指解除磷酸化反應與電子傳遞之間偶聯的試劑。常見的這類試劑有DNP(dinitrophenol,二硝基酚)、CCCP(carbonyl cyanide-3-chlorophenyl hydrazone,羰基氰-3-氯苯腙)、短桿菌肽D、尼日利亞菌素、NH4+等,這些試劑可以增加類囊體膜對質子的透性或增加偶聯因子滲漏質子的能力,其結果是消除了跨膜的H+電化學勢,而電子傳遞仍可進行,甚至速度更快(因為消除了內部高H+濃度對電子傳遞的抑制),但磷酸化作用不再進行。
(4)能量傳遞抑制劑
指直接作用ATP酶抑制磷酸化作用的試劑,如二環己基碳二亞胺(DCCD)、對氯汞基苯(PCMB)作用于CF1,寡霉素作用于CF0(CF0 下標的o就是表明其對寡霉素oligomycin敏感)。它們都抑制了ATP酶活性從而阻斷光合磷酸化。
葉綠體電子傳遞鏈的抑制劑作用位點
DCMU和DBMIB阻止電子傳遞反應,而還原態的百草枯自動氧化為基本離子,導致超氧和其他活性氧種類的形成。