БИОХИМИЯ, 2012, том 77, вып. 5, с. 555–567
УДК 577.355.3
Фемтосекундное разделение зарядов в сухих пленках реакционных центров Rhodobacter sphaeroides и Chloroflexus aurantiacus*
1 НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ им. М.В. Ломоносова
2 Институт фундаментальных проблем биологии РАН
Поступила в редакцию 23.01.2012
После доработки 30.01.2012
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: фотосинтез, разделение зарядов, реакционный центр, волновой пакет, перенос электрона.
Аннотация
Исследовано влияние кристаллографической воды на перенос электрона между первичным донором Р и акцептором ВА в реакционных центрах (РЦ) пурпурных бактерий Rhodobacter sphaeroides и зеленых бактерий Chloroflexus aurantiacus. Проведено сравнение временных констант и осцилляций в кинетиках разделения зарядов сухих пленок РЦ и РЦ в буфере глицерин–вода при 90 К. В результате сделан вывод о замедлении процесса разделения зарядов, уменьшении амплитуды осциллирующих компонент и обеднении их спектра при высушивании РЦ Rbа. sphaeroides и Cfx. aurantiacus. Установлено, что основная временная константа спада вынужденного излучения димера бактериохлорофилла Р* при 940 нм увеличивается от 1,1 пс в водосодержащих РЦ Rbа. sphaeroides до 1,9 пс в сухих пленках РЦ Rbа. sphaeroides. В РЦ Cfx. aurantiacus обнаружено увеличение аналогичной константы от 3,5 до 4,2 пс. В полосе поглощения аниона мономерного бактериохлорофилла ВА– при 1020 нм в сухих пленках РЦ Rbа. sphaeroides амплитуда когерентных осцилляций меньше в 1,8 раза для компоненты с частотой 130 см–1 и в 2,3 раза для компоненты с частотой 32 см–1 , чем соответствующая амплитуда для водосодержащих РЦ Rbа. sphaeroides. Измерения в аналогичной полосе РЦ Cfx. aurantiacus при 1028 нм показывают, что при высушивании этих РЦ происходит уменьшение в 5–10 раз полосы поглощения ВА– от 0,8 до 3 пс, а амлитуда осцилляций уменьшается в ~3 раза. При высушивании РЦ Rbа. sphaeroides и Cfx. aurantiacus из осцилляций кинетик при 940 и 1020–1028 нм исчезают обертоны компоненты при 32 см–1. Полученные результаты согласуются с данными для мутанта GM203L Rbа. sphaeroides, в котором вода НОН55 стерически удалена, а также для сухих пленок феофитинмодифицированных РЦ Rbа. sphaeroides R-26 и мутантов YM210W и YM210L Rba. sphaeroides. Полученные данные обсуждаются с точки зрения влияния (или участия) воды НОН55 на перенос электрона по цепи полярных групп атомов N–Mg(PB)–N–C–N(HisM202) –HOH55–O=(BA), соединяющей PB и BA в РЦ Rbа. sphaeroides.
Текст статьи
Сноски
* Первоначально английский вариант рукописи был опубликован на сайте «Biochemistry» (Moscow), Papers in Press, BM12-009, 04.03.2012.
** Адресат для корреспонденции.