Транспорт электронов в биологических системах - Рубин А.Б.
Скачать (прямая ссылка):
P(R* ) + P(R\) + ... +P(R" ) < к0/ к. (10.25)
Откуда вероятность застать донорную часть ФРЦ с п электронами не меньше, чем 1—ко/к. Таким образом, если к»ко, то ФРЦ с подавляющей вероятностью находится в состояниях, в которых его донорная часть полностью восстановлена.
Выведем теперь неравенства для состояний ФРЦ, выраженные через константы скорости кит.
Сравнивая формулы (10.13) и (10.14) и заменяя сумму вероятностей, стоящую в выражении (10.14), на единицу, легко получить следующее неравенство:
P(i?!°) + Р(Д}) +... + P(R”~l) < т/к.
Из этого неравенства вытекает, что если к»т, то вероятность рассматриваемых состояний донорной части ФРЦ пренебрежимо мала. Из этого неравенства следует, что вероятность состояния донорной части с п электронами не меньше, чем 1- т/к.
Таким образом, если константа скорости притока электронов в ФРЦ существенно больше всех остальных констант скорости, то он
с подавляющей вероятностью будет находиться в состояниях в которых все переносчики, находящиеся на донорной стороне ФРЦ, восстановлены.
Акцепторная часть реакционного центра
Аналогично тому, как это было сделано выше, легко получить следующие оценки:
Р(Щ ) < k0q/{k0q +m?)< k0q/mq, (10.26)
P(R\) + P(Rl) + ... + P(R^)< k0/m, (10.27)
P(R\) + P(Rl) + ... + P(R^)< k0/m. (10.28)
Эти неравенства показывают, что если ко«т или к «т, то при описании стационарного электронного транспорта в комплексе ФРЦ можно ограничиться рассмотрением состояний, принадлежащих полностью окисленной акцепторной части. Таким образом, из рассмотрения оценок следует, что если константа скорости 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 соотношений констант скорости кит, определяющих обмен электронами 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:
оо;^ ЮГ^ 207^ по. (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(R[) = pr/f.pq, p = k/k0, г = 0,1,2,(10.30)
q=0
норной стороне находится в восстановленном состоянии согласно (10.9), складывается из вероятностей того, что на донорной стороне ФРЦ находится не менее чем / электронов:
Поэтому восстановленность /-го переносчика на донорной стороне ФРЦ имеет вид:
Д^) = 1-Рфг1) = (1 + р + .. + рг-1)(1 + р + р2+... + ри) (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 S'-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:
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>т, ко). В этом случае, комплекс с подавляющей вероятностью будет находиться в состояниях, отвечающих переходам только акцепторной части
P{D]) = ^P{R[)
(10.31)
Г>1
P(D]) = (р' +р,+1 + ... + р”)(1 + р + р2 + ... + р”)
(10.32)
Откуда имеем
/7-/+1
(10.34)
(10.35)
ФРЦ, т. е. в состояниях, принадлежащих правому столбцу на схеме (10.4). Для удобства этот столбец изображен в виде строки
