蓝藻光系统I中光捕获的鲁棒性和最优性
生物物理
2007-05-23 v1 q-bio
摘要
与大多数生物物种一样，光合生物已经进化到在热无序和容错的情况下仍能最佳地运作。理解这是如何实现的仍然是一个挑战。为了应对这一挑战，对蓝藻Synechococcus elongatus的蛋白质-色素复合物光系统I（PSI）的功能进行了理论研究。最近获得的该复合物的高分辨率结构显示出96个叶绿素的聚集体，它们电子耦合以充当光捕获天线复合物。本文为叶绿素聚集体构建了一个有效哈密顿量，以描述PSI的激发转移动力学和光谱性质。为此，引入了一种新的动力学展开方法，即逗留展开。我们的研究表明，在室温下，位点能量的涨落对计算的激发寿命和量子产率影响很小，这与实验结果吻合良好。发现系统的效率对单个叶绿素的“修剪”具有鲁棒性。通过与随机取向的叶绿素集合体进行比较，通过量子产率确定了叶绿素排列的最优性，尽管在该集合体中量子产率仅在狭窄区间内变化。
引用
@article{arxiv.physics/0207070,
title = {Robustness and Optimality of Light Harvesting in Cyanobacterial Photosystem I},
author = {Melih K. Sener and Deyu Lu and Thorsten Ritz and Sanghyun Park and Petra Fromme and Klaus Schulten},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0207070},
year = {2007}
}
备注
45 pages, 12 figures, 4 tables. Accepted for publication in J. Phys. Chem. B. A copy of this article with high resolution figures can be found at: http://www.ks.uiuc.edu/Publications/Papers/abstract.cgi?tbcode=SENE2002A