Кінетична модель донор-акцепторної взаємодії у фотосинтетичних реакційних центрах бактерій

Abstract

Виконано аналіз взаємодії фотостимульованих структурних змін у процесі електронного транспорту в пурпурових бактеріях Rhodobacter sphaeroides. Використовуючи методи динамічної спектроскопії видимого світла, досліджувалася кінетика поглинання водних розчинів реакційних центрів за різних режимів фотозбудження. Запропоновано систему з трьох балансних рівнянь з рівнянням стану. Розв’язуючи обернену задачу, одержано значення мікрошвидкостей кінетичних рівнянь, що характеризують дворівневу систему у вигляді чотирьох електронконформаційних станів. Одержано залежності мікрошвидкостей для різних часів та інтенсивностей збуджувального світла. Зроблено припущення, що в процесі окиснення беруть участь два механізми структурних змін. Завдяки одному з них, швидкість повернення електрона збільшується, завдяки іншому — зменшується. У процесі віднови визначальним є другий механізм. Встановлено, що в процесі освітлення реакційних центрів структурні зміни відбуваються, а після вимкнення світла — ні.

Photoinduced structural changes in the process of electron transport in the purple bacteria of Rhodobacter sfaeroides are analysed. Using the methods of dynamic spectroscopy of visible light, the kinetics of absorption of aqueous solutions of reaction centres in different modes of photoexcitation is studied. The set of three balance equations with state equation is suggested. Values of microrates in kinetic equations are obtained. Two-level system can be described as the system with four electron-conformational states. Dependences of microrates for different times and intensities of the exciting light are ob- tained. As suggested, the oxidation process involves two mechanisms of structural change. Due to one of the processes, returning electron velocity increases; due to another one, it decreases. The recovery process is determined by the second mechanism. As found, the structural changes occur when reaction centres are lighted on, and these changes do not take place, when the light is turned off.

Выполнен анализ взаимодействия фотостимулированных структурных изменений в процессе электронного транспорта в пурпурных бактериях Rhodobacter sphaeroides. Используя методы динамической спектроскопии видимого света, исследовалась кинетика поглощения водных растворов реакционных центров при различных режимах фотовозбуждения. Предложена система из трёх балансных уравнений с уравнением состояния. Решая обратную задачу, получены значения микроскоростей кинетических уравнений, которые характеризуют двухуровневую систему в виде четырёх электрон-конформационных состояний. Получены зависимости микроскоростей для различных времён и интенсивностей возбуждающего света. Сделано предположение, что в процессе окисления действуют два механизма структурных изменений. Согласно одному скорость возврата электрона увеличивается, согласно другому — уменьшается. В процессе восстановления определяющим является второй механизм. Установлено, что в процессе освещения реакционных центров структурные изменения происходят, а после выключения света — нет.