Модель фотоиндуцированных конформационных изменений в реакционных центрах биомолекул

Abstract

Исследуются фотоиндуцированные изменения в структуре молекулярного комплекса реакционного центра (РЦ) Rhodobacter sphaeroides в процессе внутримолекулярного переноса электрона. Установлено, что кинетика релаксации фотомобилизационного электрона РЦ имеет S-образный характер зависимости от времени константы скорости возврата электрона с акцептора после выключения возбуждающего света. Предложена двухуровневая модель электронного транспорта. В модели рассматривается совокупность одинаковых, динамичных во времени РЦ, обладающих неэкспоненциальной кинетикой возврата электрона, что обусловлено вязкоупругими свойствами структуры и окружения РЦ. Проведен анализ рентгеноструктурных данных РЦ, находящихся в светоадаптированном и темноадаптированном состояниях. Обсуждается возможная связь медленной компоненты релаксации РЦ с движением деформированной части убихинона Qb в вязкой среде при возврате его в конформацию темноадаптированного состояния.

Досліджуються фотоіндуковані зміни в структурі молекулярного комплексу реакційного центру (РЦ) Rhodobacter sphaeroides у процесі внутрішньомолекулярного перенесення електронів. Встановлено,що кінетика релаксації фотомобілізаційного електрона РЦ має S-подібний характер залежности від часу константи швидкости повернення електрона з акцептора після вимикання збуджуючого світла. Запропоновано дворівневий модель електронного транспорту. У моделю розглядається сукупність однакових, динамічних у часі РЦ, які зазнають неекспоненційну кінетику повернення електрона, що обумовлено в’язкопружніми властивостямиструктури й оточення РЦ. Виконано аналізу рентґеноструктурних даних. РЦ, що перебувають у світлоадаптованім і темноадаптованім станах. Обговорюється можливий зв’язок повільної компоненти релаксації РЦ із рухом деформованої частини убіхінона Qb у в’язкому середовищі при поверненні його в конформацію темноадаптованого стану.

The photoinduced changes in structure of a molecular complex of reactionary centre (RC) of Rhodobacter sphaeroides in the course of intramolecular electron transfer are investigated. As revealed, the relaxation kinetics of RC photomobilization electron possesses S-shaped time dependence of electron return rate from an acceptor after exciting-light switching off. A two-level model of electron transport is proposed. Within this model, a set of identical, dynamical in time RCs is considered. These RCs possess non-exponential electron return kinetics, which is caused by viscoelastic properties of RCs structure and environment. The analysis of x-ray structural data for RCs, which are in light-adapted and dark-adapted states, is carried out. A possible link of RC-relaxation slow component and movement of the Qb ubiquinone deformed part within the viscous environment during its return in dark-adapted state conformation is discussed.