ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Данный проект направлен на неэмпирическое моделирование сверхбыстрой динамики первичного переноса электрона в фотосинтетических реакционных центрах пурпурной бактерии Rba. sphaeroides (старое название Rh. sphaeroides). Основной трудностью данного моделирования является отсутствие обоснованной теории, которая позволила бы проводить расчеты динамики с учетом специфики белкового окружения. В ходе выполнения проекта было показано, что основные приближения теорий, используемых при моделировании динамики переноса энергии и заряда в фотосинтетических устройствах, не выполняются для задачи первичного переноса электрона. Так, например, спектральная функция взаимодействия системы (бактериохлорофиллы, участвующие в переносе электрона) с термостатом (белковое окружение) является негладкой, что говорит о существенной неоднородности взаимодействия системы с различными колебательными модами термостата. Однако более важным эффектом является различие равновесной геометрии белкового окружения в случае разных электронных состояниях системы хромофоров. Анализ спектральных функций, полученных на втором году выполнения проекта показал, что диагональная часть оператора взаимодействия система--термостат (отвечающая за различие равновесной геометрии) значительно превышает недиагональную часть (ответственную за динамику перехода между электронными состояниями). Этот факт показывает неприменимость традиционного приближения о равновесности термостата и требует разработки теории, учитывающей неравновесность. В ходе выполнения проекта была разработана и применена теория, которая позволяет проводить неэмпирическое моделирование квантовой динамики переноса с учетом неравновесности термостата [1]. Результаты моделирования с использованием разработанной теории и рассчитанных параметров показывают хорошее согласие с экспериментальными фемтосекундными спектрами. [1] Poddubnyy V.V., Glebov I.O., Eremin V.V. Protein Vibration Effects on Primary Electron Transfer Dynamics in Rhodobacter sphaeroides Photo-synthetic Reaction Center // The Journal of Physical Chemistry B. — 2017. — V. 121. — P. 10639–10647. URL: https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.7b09321.