氧化还原中心链上电子输运的量子热力学

生物系统中的分子内电子输运通常被描述为扩散跳跃过程，依据Marcus和Hopfield的半经典速率理论结合经典Pauli型主方程。然而，非平凡的量子力学效应可能在特定生物分子过程的输运动力学中发挥功能性作用的可能性已引起越来越多的关注。在此，我们将通过Lindblad方程描述开放系统动力学的量子力学模型扩展到关键的生物组分——基于铁硫簇或血红素基团的长链氧化还原中心，这些结构广泛存在于许多生物体中，实现细胞呼吸。该方法允许探索广泛的物理参数，展示这些多结构域蛋白质中电子输运的关键特征。我们特别关注电子与蛋白质热库之间的热和熵传递，这构成了模型物理现实性的基准。电子电流、平均传递时间和输运过程的相对效率也被明确表征。