Réaction de Hill
Définition
La réaction de Hill est la photolyse de l'eau dans le lumen des thycaloïdes ou dans le cytoplasme des bactéries photosynthétiques, dont la réaction est formulée comme : 2 H2O → 4 H+ + 4 e- + O2.
La réaction de Hill est formellement définie comme la photoréduction d'un accepteur d'électrons par les hydrogènes de l'eau, avec l'évolution de l'oxygène. in vivo, ou dans l'organisme, l'accepteur d'électrons final est le NADP+. La vitesse de la réaction de Hill peut être mesurée dans des chloroplastes isolés. Cette procédure utilise un colorant comme accepteur d'électrons artificiel qui change de couleur à mesure qu'il est réduit. Le DCIP (2,6-dichlorophénolindophénol) est un colorant qui est bleu dans sa forme oxydée et incolore dans sa forme réduite.
La réaction de Hill :
Diagramme du schéma Z décrivant la réaction de Hill. Les sites d'interactions herbicides sont indiqués par les flèches rouges. La couleur des électrons est indicative de leur énergie relative dans la voie, basée sur la flèche de référence à gauche de la figure.
Explications
En 1937, Robert Hill a montré que les chloroplastes isolés peuvent dégager de l'oxygène en l'absence de CO2. Sa découverte a été l'une des premières indications que la source des électrons dans les réactions lumineuses était en fait de l'eau. Les seules exigences pour convertir l'eau en oxygène moléculaire sont un accepteur d'électrons et de la lumière. Ainsi, dans son système in vitro, il a fourni un accepteur d'électrons artificiel. L'accepteur d'électrons artificiels intercepte les électrons avant qu'ils ne descendent en cascade jusqu'à PSI 700, mais après qu'ils soient descendus dans la chaîne de transport d'électrons. Différents colorants peuvent être utilisés comme accepteurs d'électrons artificiels.
Au cours des années 1950, Daniel Arnon et d'autres biochimistes américains ont préparé des fragments de cellules végétales dans lesquels non seulement la réaction de Hill mais aussi la synthèse du composé de stockage d'énergie ATP ont eu lieu.
Un accepteur d'électrons spécial, appelé colorant redox, est utilisé pour mesurer le flux d'électrons dans la chaîne de transport d'électrons. Le DCPIP est un colorant redox. Dans son état oxydé, il absorbe la lumière dans le spectre rouge et apparaît en bleu foncé. Dans son état réduit cependant, il n'absorbe pas la lumière du spectre visible et est donc incolore.
Ces propriétés combinées à sa capacité à diffuser dans les membranes biologiques en font l'indicateur idéal pour mesurer le potentiel redox de la chaîne de transport d'électrons. Ainsi, nous pouvons mesurer le flux d'électrons du photosystème II.
Pour mesurer l'activité des photosystèmes, les cellules doivent être maintenues dans l'obscurité pendant une journée avant de commencer l'expérience. L'incubation à l'obscurité garantit que tous les composants de la chaîne de transport d'électrons sont dans leur état d'énergie le plus bas.
Le DCPIP à l'intérieur de la membrane thylakoïde est réduit par la plastoquinone qui transférerait naturellement les électrons sur la chaîne de transport d'électrons. En raison de son changement de couleur, le potentiel redox de la chaîne de transport d'électrons peut facilement être visualisé avec DCPIP.
La réduction du DCPIP peut être stoppée par le D CMU, qui est un herbicide très efficace. Il bloque le site de liaison de la plastoquinone du photosystème II. Par conséquent, il désactive toute la chaîne de transport d'électrons.
Synonymes, antonymes
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