Synthèse d'ATP
Comment se réalise la synthèse d'ATP ?
Plusieurs hypothèses ont été émises :
Une première hypothèse consistait à rechercher quelles étapes du schéma en Z développaient une différence de potentiel suffisante pour réaliser une synthèse d'ATP, par un couplage direct entre les oxydoréductions et les phosphorylations, par des réactions de phosphorylations oxydatives.
Une deuxième hypothèse (MITCHELL, 1980) est aujourd'hui acceptée de tous : c'est la différence de pH créée entre l'intérieur et l'extérieur du thylakoïde qui suffit à donner l'énergie nécessaire à la synthèse d'ATP.
Cette différence de pH provient de :
l'imperméabilité de la membrane des thylakoïdes aux protons,
la production de protons par la photolyse de l'eau,
surtout, l'entrée de protons au niveau du fonctionnement des plastoquinones (\(PQ~/~PQH_{2}\)).
Les \(H^{+}\) produits lors de la photolyse de l'eau et ceux qui sont transférés au niveau des plastoquinones s'accumulent dans l'espace intra-thylakoïde. La membrane étant peu perméable aux \(H^{+}\), il s'ensuit :
une différence de potentiel électrique,
une différence de concentration en \(H^{+}\),
et donc, une baisse de pH dans l'espace intra-thylakoïde.
Ces différences vont permettre, lors du passage des ions \(H^{+}\) au niveau de l'ATPase (pompe à protons de la membrane du thylakoïde), de développer une force suffisante pour la synthèse d'ATP, par cette protéine transmembranaire.