Phycobilisomen, halbkugelförmige Komplexe aus vielen Phycobiliproteiden mit einem Durchmesser von 40 nm, die sich bei Cyanobakterien, Rotalgen und Cryptophyceen auf den Thylakoiden als Antennenkomplexe über den Reaktionszentren des Fotosystems II befinden (Lichtreaktionen). P. sind im Unterschied zu den chlorophyll- und carotinoidhaltigen Antennenkomplexen anderer Pflanzen wasserlöslich. Die stapelförmige Anordnung der Phycobiliproteide ist dabei so, dass die Energie des absorbierten Grün- und Hellrotlichts effektiv an die Chlorophyll-a-Moleküle der Reaktionszentren weitergeleitet wird. Von außen nach innen sind P. deshalb so aufgebaut, dass die niedrigere Wellenlängen (ca. 560 nm) absorbierenden Phycoerythrine außen und die Allophycocyanine im Innern liegen, da sie Licht größerer Wellenlänge (ca. 660 nm) absorbieren ( vgl. Abb. ). Die Zusammensetzung der P. richtet sich nach den jeweiligen Lichtverhältnissen. Durch diese chromatische Adaptation können Cyanobakterien und Rotalgen ihre Fotosynthese an die Wassertiefe anpassen.

Phycobilisomen: Schematische Darstellung eines Phycobilisoms, in dessen Zentrum Allophycocyanin (AP) liegt, über dem sich die anderen Phycobiliproteide befinden. PC = Phycocyanin, PE = Phycoerythrin