B850/B875光合作用复合物的基态与激发态均为相干态
化学物理
2016-08-25 v1 生物物理
量子物理
摘要
细菌光合光捕获复合物PLHC吸收光子，并在室温RT下几乎完美地将该能量传递至反应中心RC，在那里发生电荷分离。虽然参与此过程的光吸收体可能有多种，但我们的焦点是B850和B875复合物。我们提出，B850环和B875开链中基态的主要特征是一维赝金属，因为每个细菌叶绿素a BChl含有一个配位的镁离子Mg2+。镁离子结构经历静态Peierls畸变，导致对称性破缺，将组成链的Mg/BChl分子的均匀间距改变为实验观测到的Mg/BChl二聚体。结果是产生了电荷密度波CDW，两种复合物各有一种，它们在单粒子电子谱中产生能隙，并产生跨越整个环的相干声子。基态CDW似乎具有两个功能：第一是形成稳定的光学平台，第二是通过产生单粒子能隙来抑制相干激发态的自由基形成和能量耗散。被光子激发后，B850激子在环上离域；第二个光子可形成双能级激子极化激元，这可能是B850激子带分裂的另一种解释。所形成的相干极化激元可积极参与上坡电子能量转移EET。此外，我们提出了其他可能的能量存储机制和纠缠可能性。我们建议开展实验研究以澄清这些提议。
引用
@article{arxiv.1608.06913,
title = {The B850/B875 Photosynthetic Complex Ground and Excited State are Both Coherent},
author = {R. H. Squire and N. H. March and A. Rubio and J. R. Ingles and W. A. Cunningham},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.06913},
year = {2016}
}
备注
24 pages, 13 figures