Біофізичний вісник (Dec 2018)
Аналіз фотоіндукованих оборотних змін в бактеріальних реакційних центрах при нерівноважних умовах
Abstract
Актуальність. Мембранні білково-пігментні комплекси фотосинтетичних ізольованих реакційних центрів (РЦ) Rhodobacter Sphaeroides є макромолекулярними системами, які використовуються для вивчення фізичних механізмів транспорту електронів і протонів в біологічних структурах, ролі молекулярної динаміки. Експериментальна кінетика циклічного перенесення електрона в молекулярних комплексах має мультиекспоненціальний характер з негативними значеннями декрементів, параметри яких взаємопов'язані. Для її опису використовується система балансних рівнянь. Метою роботи є визначення особливостей кінетики циклічного перенесення електрона в РЦ з використанням двох моделей електронного переносу і зв'язок таких особливостей з просторово-часовими рухами в РЦ. Матеріали та методи. Вимірювання кінетики поглинання в РЦ виконувалося на довжині хвилі 865 нм за допомогою двоканального діодного спектрометра. Експериментальна кінетика поглинання РЦ (основна реакція системи) представлена методом фітування у вигляді суми трьох експоненціальних функцій. У першій моделі зі змінними в часі константами швидкості балансних рівнянь використовували метод вейвлет-перетворення логарифмічної похідної кінетики переносу електрона. У другій моделі використовували рівняння стану і три диференціальних рівняння з постійними коефіцієнтами у вигляді алгебраїчної суми констант швидкостей. Для визначення значень констант швидкостей в рівнянні балансу вирішували оптимізаційну задачу, у якості цільової функції використовували параметри експоненціальних функцій експериментальної кінетики. Розв’язок системи рівнянь балансу матричним методом дозволив визначити особливості кінетики заселеності підстанів РЦ. Результати розрахунків показали, що особливості вейвлет спектра логарифмічної похідної кінетики переносу електрона в першій моделі збігалися з особливостями кінетики заселеностей підстанів РЦ другої моделі РЦ. Ці особливості кінетики перебували в діапазонах 1 с, 3 с, 60 с від моменту включення (виключення) світла і залежали від параметрів фотозбудження РЦ. Висновки. Особливості кінетики заселеностей підстанів РЦ як на етапі освітлення, так і на етапі релаксації визначаються змінами структури РЦ у вигляді ефектів структурної саморегуляції РЦ (зворотного зв'язку через структуру РЦ).
Keywords
