Механизмы взаимодействия пигментов и пути переноса энергии в фотосинтетических светособирающих комплексах

• Автор: Крикунова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. Современные представления о структуре и функции светособирающих антенн.

1.1. Структура фотосинтетических антенных комплексов.

1.1.1. Бактериальный и растительный фотосинтез.

1.1.2. Структура фотосинтетического аппарата пурпурных бактерий

1.1.3. Структура фотосинтетического аппарата высших растений.

1.1.4. Структура НС II основного антенного комплекса

высших растений.

1.1.5. Структура СР минорного антенного комплекса

ФС II высших растений.
1.2. Структура и функции светособирающих пигментов.
1.2.1. Бактериохлорофилл.
1.2.2. Каротиноиды.
1.2.3. Основные функции каротиноидов в фотосинтетических антенных комплексах
1.3. Механизмы взаимодействия светособирающих пигментов
в антенных комплексах.
1.3.1. Взаимодействия между молекулами БХл.
1.3.2. Новый подход к исследованию сильных
экситонных взаимодействий в фотосинтетических антенных комплексах
1.3.3. Взаимодействия между каротиноидами и БХл
1.4. Пути переноса энергии синглетного возбуждения между молекулами БХл и каротиноидов.
1.4.1. Эффективность синглетного переноса энергии БХлжаротиноид
1.4.2. Эффективность синглетного переноса энергии каротиноидБХл.
1.4.3. Экспериментальные методы определения энергетического положения оптически запрещенных уровней
каротиноидов i, 2.
1.4.4. Новый подход к исследованию светособирающей функци каротиноидов
ГЛАВА 2. Материалы и методы
2.1. Методики приготовления образцов.
2.1.1. Основной светособирающий комплекс высших
растений II.
2.1.2. Периферический светособирающий комплекс пурпурных бактерий 2
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Спектры оптического поглощения
2.2.2. Спектры кругового дихроизма КД
2.2.3. Спектры возбуждения и испускания флуоресценции
2.2.4. Нелинейная поляризационная спектроскопия в
частотном домене .
2.2.5. Спектры двухфотонного возбуждения флуоресценции.
ГЛАВА 3. Прямое доказательство наличия сильной экситонной связи
между молекулами Хл а и в II высших растений методом нелинейной поляризационной спектроскопии в частотном домене.
ГЛАВА 4. Исследование оптически запрещенных синглетных
состояний каротиноидов в 2 комплексе . iii
методом двухфотонного возбуждения флуоресценции
ГЛАВА 5. Исследование синглетного переноса энергии возбуждения от высоких возбужденных состояний БХл на каротиноиды
в 2 комплексе . iii
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. ГЛАВА 1. Современные представления о структуре и функции светособирающих антенн. Структура фотосинтетических антенных комплексов. Бактериальный и растительный фотосинтез. Структура фотосинтетического аппарата высших растений. ФС II высших растений. Структура и функции светособирающих пигментов. Бактериохлорофилл. Каротиноиды. Взаимодействия между молекулами БХл. Пути переноса энергии синглетного возбуждения между молекулами БХл и каротиноидов. Эффективность синглетного переноса энергии каротиноидБХл. i, 2. ГЛАВА 2. Методики приготовления образцов. II. Методы исследования. . Спектры двухфотонного возбуждения флуоресценции. ГЛАВА 3. Хл а и в II высших растений методом нелинейной поляризационной спектроскопии в частотном домене. ГЛАВА 4. 2 комплексе . ГЛАВА 5. 2 комплексе . ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ВЫВОДЫ. 1 прицентровый светособирающий или антенный комплекс пурпурных бактерий другое обозначение комплекс В0 из . В0 из . и апопротеины антенных комплексов ФС I и ФС II высших растений, соответственно. . i например . i iii . . ii . ВВЕДЕНИЕ. Фотосинтез является одним из наиболее важных процессов в природе. Фотосинтезирующие организмы, такие как высшие растения, водоросли и пурпурные бактерии, обладают способностью эффективно преобразовывать и запасать солнечную энергию в форме энергии химических связей органических соединений. Изучение этого жизненно важного процесса, являющегося основным источником кислорода и органических веществ для всех живых организмов, представляет собой одну из актуальных задач биофизики и биохимии. В фотосинтезе можно выделить физические и химические стадии Клейтон, Шувалов, Рубин, . Физические первичные процессы протекают достаточно быстро характерные времена 5 с. Химические процессы протекают медленнее, так как они контролируются диффузией. Первичные процессы протекают в двух основных частях фотосинтетического аппарата в реакционном центре РЦ и светособирающей антенне. РЦ и антенна представляют собой сложные пигментбелковые комплексы ПБК высокого молекулярного веса, располагающиеся во внутренних мембранах клетки. В РЦ происходит преобразование энергии из физической формы синглетного возбужденного состояния в химическую форму разделенных зарядов разного знака. Перенос электрона по пигментам РЦ соответствует началу цикла окислительновосстановительных реакций, в ходе которых энергия расходуется на синтез высокоэнергетичных химических соединений, затем электрон возвращается в РЦ, а система в целом в исходное электронейтральное состояние. Основная функция светособирающей антенны заключается в поглощении квантов света и передаче энергии возбуждения на РЦ. У высших растений на уровне антенны может происходить перераспределение поглощенной энергии света между двумя фотосистемами.