基于激子传输优化的细菌捕光装置组织合理化

光合作用——阳光能量驱动细胞代谢的过程——依赖于捕光复合物和反应中心复合物的独特组织。最近，原子力显微镜揭示了紫色非硫细菌膜中捕光LH2复合物和二聚体反应中心-捕光I-PufX核心复合物的组织。本文报告，LH2的结构及其在膜内的组织在很大程度上可以通过一个主要基于激子传输优化的简单物理模型得到合理化。捕光复合物传递激发能的过程已被认识到包含由周围蛋白质环境介导的相干和非相干过程。利用Haken-Strobl模型，我们表明膜中复合物的组织几乎完全可以通过简单的静电学考虑来解释，而量子效应主要起到增强对复合物间空间无序的鲁棒性的作用。本文在能够高效跨数十至数百纳米传递能量的仿生光合作用类似物的背景下讨论了这种排列的意义。