Кинетика биологических процессов - Рубин А.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Однако можно указать некоторые общие черты в функциональной организации всех фотосинтетических реакционных центров (Шинкарев, Рубин, 1981):
A. Ближайшее донорно-акцепторное окружение РЦ представляет собой единый структурный пигмент-белковый комплекс молекул переносчиков; в котором задана жесткая последовательность переноса электрона.
Б. Нормальные (среднеточечные) окислительно-восстановительные потенциалы соседних .переносчиков электронов, находя-' щихся в донорной и акцепторной частях РЦ, отличаются, как правило, не менее чем на 60—100 мв. Это означает, что все константы равновесия kjk-i, nif/m-j (i = 1,..., т—1; /== 1,..., s—1) на схеме III.1 больше 10 и, следовательно, при анализе кинетики переноса электрона можно пренебречь обратными контантами скорости k-i, m-j. Кроме того, нормальные окислительно-восстановительные потенциалы переносчиков Du ?)2,..., Da выше потенциалов переносчиков Аи Л2,..., Л*.
B. Величины констант скорости переноса электрона на соседних участках донорной и акцепторной сторон реакционного центра отличаются друг от друга не менее чем на 2 порядка:
> lO2^, i = 2, 3, ..., tt — 1, m/_i > 102m,-, У = 2, 3, .... s—11.
Если, кроме этого, предположить, что реакции взаимодействия РЦ. с внешним донором и акцептором также будут необратимы, .причем концентрации D и А существенно • превосходят концентрацию РЦ, схему III.1 можио представить в виде цепочки необратимых стадий переноса электрона:
ип ... -fa-». D2 -fa-* Dt -i!-». 4 -2s-*.-
•Ш+А, -2s-». ... m*-W As ^2-». (схема III. 10)
Состояния РЦ, изображенного на схеме 111.10, отличаются друг от друга степенью восстановлеиности его компонентов:, Для ве-
роятностей этих состояний Pr(t), г—\, 2....... I,' можно записать
систему линейных уравнений:
i
k>rPi~krPr)> (in.4—6)
/= 1
где kjr — константа скорости переноса электрона, соответствующая переходу между /'-тым и r-тым состояниями реакционного центра. Решив систему (III.4—6) с соответствующими начальными условиями, можно найти вероятность редокс-состояний отдельных компонентов РЦ, просуммировав вероятности всех тех состояний комплекса, в которые входит этот переносчик в интересующем нас редокс-состоянии.
Фотосинтетический реакционный центр рассмотрим как систему, симметричную относительно первичной донорно-акцепторной пары D\—А\. Первичное разделение заряда инициирует два процесса: перенос электрона в акцепторной части и заполнение освободившегося места в донорной части — перенос «дырки» от Dx к внешнему донору. В случае нециклического транспорта (йак это изображено на схеме II 1.10) эти два процесса независимы. Данное «обстоятельство, а также учет иерархии констант дают возможность в случае импульсного возбуждения описать кинетику переноса электрона (дырки) простыми соотношениями, в которые входят лишь константы скорости переноса электрона на участках, непосредственно примыкающих к рассматриваемому переносчику. Так, для переносчика на донорной стороне приближенно имеем:
Р (D°) ^ e-V —Л-i*, q = 2, 3, ..., п,
P(D?)^
Здесь P{Dq°) — вероятность нахождения ^-того переносчика в окисленном состоянии.
Для переносчиков на акцепторной стороне:
Р(А})е~т