Транспорт электронов в биологических системах - Рубин А.Б.
Скачать (прямая ссылка):
P(R‘{) < k0V(k0q +mq)< k0Vmq, (10.26)
P(R2) + P(R2)+... + P(R2) < k0/m, (10.27)
P(R2) + P(R2)+... + P(R2 ) < k0/m. (10.28)
Эти неравенства показывают, что если ko«m или к «т, то при описании стационарного электронного транспорта в комплексе ФРЦ можно ограничиться рассмотрением состояний, принадлежащих полностью окисленной акцепторной части. Таким об-разом, из рассмотрения оценок следует, что если константа скорос-ти т оттока электронов из комплекса ФРЦ существенно больше всех остальных констант скорости, то акцепторная часть ФРЦ будет находиться в полностью окисленном состоянии.
Объединяя этот вывод с тем, который был получен выше для донорной части ФРЦ, мы можем сказать, что в зависимости от соот-ношений констант скорости к и т, определяющих обмен электро-нами ФРЦ со средой, в основном реализуются либо состояния верхней строчки, либо состояния правого столбца на схеме (10.4).
Предельные случаи
1. Рассмотрим сначала случай, когда величина константы скорости оттока электронов из комплекса существенно больше всех остальных констант скорости (т » к, ко). В этом случае акцепторная часть ФРЦ с подавляющей вероятностью находится в окисленном состоянии и все возможные переходы ФРЦ связаны с переходом его донорной части из менее восстановленного в более восстановленное состояние. Таким образом, схема переходов донорной части ФРЦ может быть записана в следующем приближенном виде:
00~^ 107~^ 20Г^ ... ^_п0. (10.29)
ко ко ко ко
Применяя принцип детального равновесия к данной схеме (см. гл. 6) для вероятности того, что имеет г электронов, имеем следующее выражение:
P(%) = pr/fJPq> Р = к/ко, г = 0,1,2,...,п. (10.30)
<7=0
Вероятность P(Di) того, что z-й переносчик электронов на до-норной стороне находится в восстановленном состоянии согласно (10.9), складывается из вероятностей того, что на донорной стороне ФРЦ находится не менее чем i электронов:
P(D)) = YP(%) (10.31)
r>i
Поэтому восстановленность i-то переносчика на донорной стороне ФРЦ имеет вид:
P(D] ) = {р‘+ рм +... + p"ll + p + p2+... + p") (10.32)
Откуда имеем
P(D?) = l-P(Dl) = (l+p+..+pl-'\l+p+p2+...+p") (10.33)
Полученные соотношения существенно упрощаются в зависимости от того к> ко или к < ко. Рассмотрим случай, когда световая константа скорости меньше константы скорости переноса электронов в комплекс к> ко (р<1). В этом случае в основном реализуются состояния правой части графа (10.29), а соотношение (10.33) для окисленной формы Д принимает следующий вид:
т. е. стационарная зависимость окисленной формы Д от световой константы скорости ко (интенсивности света) носит 5-образный характер (/<«), причем показатель степени тем больше, чем ближе переносчик электронов находится к световой стадии. Существенным является то, что в формуле (10.34) фигурирует п
— общее число переносчиков, находящихся на донорной стороне ФРЦ. В случае когда ко>к, соотношение (10.32) для восстановленной формы переносчика Д принимает следующий простой вид:
i
¦ (кЛ
P(D))*p'=- . (10.35)
v*o
Таким образом, по зависимости окисленной и восстановленной формы Д-го переносчика электронов соответственно от световой константы скорости и от константы скорости притока электронов в комплекс можно определить число и порядок расположения переносчиков электронов, находящихся на донорной стороне ФРЦ.
2. Рассмотрим теперь случай, когда величина константы скорости к поступления электронов в комплекс ФРЦ существенно больше всех остальных констант скорости (к>пг, ко). В этом случае, комплекс с подавляющей вероятностью будет находиться в состояниях, отвечающих переходам только акцепторной части
ФРЦ, т. е. в состояниях, принадлежащих правому столбцу на схеме (10.4). Для удобства этот столбец изображен в виде строки
kQ kQ ко ко ко
и0( >и!( >и2( >ns-l< > ns. (10.36)
т т т т т
Переносчики донорной части реакционного центра находятся в полностью восстановленном состоянии и их переходами в окисленное состояние можно пренебречь.
Применяя принцип детального равновесия к схеме (10.36), получим
= — ,где 8 = ^-, в = \ + 8+... + 8‘. (10.37)
в т
Согласно формулам (10.9) и (10.37) для вероятности того, что Аг находится в восстановленной форме, имеем
р(4)=Р( ;+р( дг1 )+¦¦¦+Р(КГ+')=
§s +$s~l +mmm + fiHr-V (10.38)
" в ‘
Откуда вероятность того, что Аг находится в окисленной форме, равна
р(4 )=i-р(4; = (i+s+s2+...+ss~r)/ в. (Ю.39)
В зависимости от соотношения между константами ко и т ФРЦ будет в основном находиться в состояниях левой части графа (10.36) при ко<т и в состояниях правой части графа (10.36) при ко>т. Пусть сначала ко>т. Тогда из формулы (10.39) вытекает, что зависимость окисленной формы переносчика Аг от величины константы скорости т оттока электронов из ФРЦ имеет S-образный характер,
