Транспорт электронов в биологических системах - Рубин А.Б.
Скачать (прямая ссылка):
%
hjh
m
50
30
70
60
50
40
JO
го
10
100
30
80
70
60
50
40
JO
20
10
0 ^(nif+M-i+Ky1 {'время
/60 200 240 280
Температура, К
Рис. 59. Теоретическая зависимость коэффициента р от времени, рассчитанная по уравнению (12.30)
Рис. 60. Теоретическая температурная зависимость величины относительного вклада быстрого компонента темнового восстановления пигмента при импульсном (1) и стационарном (2) освещении, а также величин констант скорости обратного переноса от Qi к Р (3) обратного времени быстрой компоненты (4)
Заметим, что для нас наиболее интересен случай, когда ко > mi, т.е. когда при понижении температуры константа скорости переноса электрона от Qi к Qn стала меньше константы скорости обратного переноса от Qi к Р, поскольку только при таком соотношении наблюдается заметный вклад быстрого компонента в темновое восстановление пигмента. В этом случае при насыщающей интенсивности света (ко >к.о>т{) в силу быстрого усреднения электрона между Р и Qi можно записать следующее выражение для зависимости восстановленности вторичного хинона от времени после включения постоянного света:
Подставляя полученное выражение вместо q(Q>) в соотношение (12.28) с учетом выражения (12.8), получим следующую зависимость коэффициента 8 от времени:
Отметим, что случай /=0 приводит к 8 = 1, что соответствует импульсному освещению. Наоборот, случай t—>со соответствует стационарному освещению, и мы получаем 8-Х2/Х\ в полном согласии с формулой (12.24).
Поскольку Х2 < к.о < X], то при увеличении времени освещения
(12.29)
(12.30)
происходит монотонное уменьшение величины 8 в (12.30) от единицы при импульсном освещении, до величины соот-
ветствующей постоянному стационарному освещению.
На рис. 59 в качестве иллюстрации приведена зависимость коэффициента 8 от времени освещения.
Существенно отметить, что значения показателей экспонент в выражении (12.30) уже были оценены по формуле (12.20). Таким образом, соотношение (12.20) оценивает, по существу, время установления в ФРЦ стационарного состояния. Исходя из формулы (12.20) можно записать следующую оценку времени
?> Б = 1 Хим (12.31)
Мк.0 к_0 1- Хим
12.5. Иллюстрация модели
Даже такая простая модель, как рассмотренная выше, качественно правильно описывает наблюдаемые в эксперименте температурные зависимости параметров кинетики темнового восстановления пигмента при импульсном и стационарном освещении.
В качестве примера на рис. 60 приведены расчетные величины вклада быстрого компонента темнового восстановления пигмента при импульсном и стационарном освещении, а также температурная зависимость констант скорости к.о и времени быстрой компоненты (l/A-i).
Расчет величин констант скорости был произведен следующим образом:
1. Температурную зависимость константы скорости к.о аппроксимировали формулой
к_0 =90е~ТП56.
2. Для константы скорости переноса электронов между первичным и вторичным хинонами mi использовали соотношение
АЕ
1сТ------
/VX пгр
Щ = —%е К1 , п
где энергию активации АЕ полагали равной 11 ккал/моль = 46 кДж/моль [Parson, 1969; Chamorovsky et al., 1976], а величину трансмиссионного коэффициента % подбирали таким образом, чтобы при комнатной температуре значение т\ составляло 3-10 с'1.
3. Для константы скорости т.\ предполагали такую же температурную зависимость и считали, что при комнатной температуре она равна 2-102 с'1.
4. Предполагали, что величина константы скорости к не зависит от температуры во всем рассматриваемом диапазоне температур.
Исходя из сопоставления рис. 58 и 60 можно сделать вывод о достаточно хорошем качественном соответствии наблюдаемой в эксперименте и теоретически рассчитанной температурной зависимости вкладов быстрого компонента в темновое восстановление пигмента при импульсном и стационарном освещении.
Приведенный нами расчет показывает, что при температурах Т > 240 К основной вклад в быстрый компонент темнового восстановления вносит константа скорости т\ переноса электронов между первичным и вторичным хинонами, а при более низких температурах основной вклад обусловлен константой скорости к. о.
Заключение
Несмотря на качественное совпадение теоретических и экспериментальных результатов, имеется, однако, существенное отличие между экспериментом и теорией для области более низких температур. Наиболее сильное отличие состоит в том, что даже при очень низких температурах вклад быстрого компонента в восстановление фотоокисленного пигмента не равен единице и обычно составляет не более 70—90% [Лукашев и др., 1975; Чаморовский и др., 1977; Фабиан и др., 1980]. Согласно формуле
