Кинетическая модель цитохромного bf комплекса фотосинтетической мембраны

• Автор: Джалал Камали Махшид
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Система фотосинтетического электронного транспорта в мембране тилакоида.

1.2. Структура и функции цитохромного комплекса

1.3. Структура и функция комплекса ФС1.

1.4. Подвижные переносчики электрона пластохинон и пластоцианин

1.4.1. Хиноны хлоропластов.

1.4.2. Пластоцианин

1.5. Эксперименты по определению кинетических констант взаимодействия Рс, Р2 и цитохрома Ь.

1.6. Математические модели.

1.6.1. Модели электронного транспорта в комплексах. Методы математического описания переноса электрона в пределах
комплексов
1.6.2. Модели цитохромного ЬГкомплекса в хлоропластах
1.6.3. Моделирование взаимодействия комплекса с подвижными переносчиками.
Глава 2. Кинетическая модель цитохромного ЬГ комплекса тилакоидной мембраны
2.1. Описание модели.
2.1.1. Структура модели
2.1.2. Формулировка модели.
2.2. Методы решения
2.2.1. Прямая и обратная задача
2.2.2. Алгоритмы решения и их реализация.
2.2.3. Методы идентификации параметров.
2.3. Результаты моделирования и идентификации параметров системы
Глава 3. Сопряжение кинетической модели переноса электрона внутри цитохромного комплекса Ь6Г с броуновской моделью диффузии
пластоцианнна и пластохинона
3.1. Метод прямого многочастичного моделирования
3.2. Описание прямой модели.
3.3. Оценка параметров прямой модели взаимодействия цитохромного комплекса и подвижных переносчиков.
3.4. Механизм сопряжения кинетической модели переноса электрона внутри цитохромного комплекса с броуновской моделью диффузии пластоцианина и пластохинона.
Заключение
Благодарности.
Приложения
А. Полное описание модели.
Б. Метод конфигурации Алгоритм ХукаДживса
Список литерату


Пронализировать возможности различных вычислительных процедур и отобрать адекватные вычислительные методы для решения системы уравнений, описывающих переходы между состояниями комплекса. Исследовать кинетику переменных модели. Провести идентификацию параметров модели по экспериментальных данным. Оценить значения внутренних кинетических параметров цитохромного комплекса. Осуществить сопряжение кинетической модели системы уравнений для вероятностей состояний цитохромного комплекса с прямой многочастичной моделью перемещения молекул пластоцианина в люминальном пространстве и пластохинона во внутримембранном пространстве. Научная новизна. Разработана кинетическая модель функционирования цитохромного Ькомплекса в соответствии со схемой Оцикла Митчелла. Переменными модели являются вероятности состояний комплекса, осуществляющего перенос электронов от пластохинона на пластоцианин, сопряженный с переносом протонов из стромы хлоропласта в люмен тилакоида. В модели учтена зависимость скоростей реакций электронного переноса от величины трансмембранного потенциала. С использованием ряда вычислительных методов проведена идентификация параметров модели по экспериментальным данным, в том числе проведена оценка величин параметров, не доступных экспериментальному изучению. Проведена оценка концентрации протонов в люмене тилакоида и трансмембранного электрического потенциала, а также электрической емкости тилакоидной мембраны. Выполнено сопряжение кинетической модели процессов в цитохромном комплексе с прямой многочастичной моделью переноса электрона подвижными молекулами пластоцианина в люмене тилакоида. Получены кинетические характеристики окислительновосстановительных превращений при взаимодействии цитохромного комплекса с донором фотосистемы I пластоцианином. Практическая значимость. Построенная детальная модель переноса электрона в цитохромном комплексе может быть использована как элемент полной обобщенной кинетической и прямой модели процессов в фотосинтетической мембране. Модель также может быть использована как элемент модели процессов в мембране цианобактерий, где на уровне цитохромного комплекса происходит сопряжение энергопреобразующих процессов фотосннтетической и дыхательной цепей. Модель позволяет выявить роль цитохромного комплекса в процессе создания электрохимического потенциала на энергопреобразующих мембранах тилакоидов и цианобактерий. Модель может быть использована в учебных курсах и практикумах по темам Математическое моделирование в биологии и Фотосинтез для специальностей биофизика, физиология растений, экология. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на 3ем Съезде биофизиков России, Воронеж, той и ой Международных конференциях Математика. Компьютер. Образование, Пущино, , Дубна, семинарах кафедры биофизики биологического факультета МГУ. Список публикаций но теме диссертации. Лебедева Г. В., Джалал Камали М. Демин О. В., Беляева Н. Е., Ризниченко. ГЛО. Кинетическая модель цитохромного ЬГ комплекса. Идентификация параметров модели по экспериментальным данным, полученным на суспензии тилакоидов. Математика. Компьютер. Образование. Сб. М.Ижевск Научноиздательский центр Регулярная и хаотическая динамика, . Вып. С. 32. Джалал Камали М. Лебедева Г. В. Идентификация параметров кинетической модели цитохромного комплекса. Тезисы докладов III Съезда биофизиков России. Воронеж, , т. II. С.12. М. Джалал Камали, Г. В. Лебедева, О. В. Демин, Н. Е. Беляева, Г. Ю. Ризниченко, А. Б.Рубин, Кинетическая модель цитохромного Ькомплекса. Оценка кинетических параметров. Биофизика, , том , Лг2 6. Прямое моделирование процессов взаимодействия пластоцианина с фотосистемой 1 в фотосинтетической мембране. Коваленко И. Б., Абатурова А. М., Джалал Камали М. Устинин Д. М., Ризниченко Г. Ю., Грачев Е. А., Рубин А. Б. Сб. Математика. Компьютер. Образование , Вып. Изд. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, содержащих описание методов и результатов работы, выводов, списка литературы.