Адрес этой статьи в интернете:   www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p29.htm

 

 

 

СПИН-ИЗОМЕРЫ Н2О В РЕАКЦИОННОМ ЦЕНТРЕ ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ ПУРПУРНЫХ БАКТЕРИЙ

 

Р.Ю.Пищальников, С.М.Першин, А.Ф.Бункин

Научный Центр Волновых Исследований ИОФРАН им А.М.Прохорова,

119991, Россия, Москва, ул. Вавилова 38, E-mail: rpishchal@kapella.gpi.ru

 

Предложен механизм модуляции кинетики населённости возбуждённого состояния специальной пары P* реакционного центра пурпурных бактерий на первой стадии разделения заряда, обнаруженный в экспериментах накачка-зондирование фемтосекундными импульсами в интервале до 3 пс. Две молекулы воды, расположенные в пространстве между специальной парой, молекулами гистидинов L173 и M202 и БХл Ba и Bb, рассматриваются здесь как спин-изомеры с отличающимися магнитными свойствами: орто-Н2О и пара-Н2О. Характерные частоты модуляции кинетики отнесены нами к вращательным резонансам и термам квантовых состояний орто-изомера Н2О [1]. Полученное соответствие позволило предложить взаимодействие вращающегося магнитного момента орто-Н2О, как вентиля процесса переноса заряда, и электрона, обеспечивающее модуляцию кинетики. Для этого в гамильтониан системы были включены слагаемые с характерными энергиями вращательных состояний орто-изомера Н2О. Решение уравнения Лиувилля для матрицы плотности проводилось с учетом этих состояний. При этом релаксационные процессы и ширины экситонных линий моделировались в рамках теории Редфилда для молекулярных агрегатов [2].

 

Рис.1. Схема уровней энергии, соответствующая состояниям с разделёнными зарядами PB, P*B, P+B- и P+(B-)* в РЦ, где Hg, He1, He2 и Hf – гамильтонианы возбуждённых состояний вращательных и колебательных уровней. Стрелками обозначены основные переходы, задействованные в эксперименте зондирования и накачки

Рис.2. Расположение молекул специальной пары и БХл Ba и Bb, молекулы H2O и гистидина His M202 в РЦ. Цифрами обозначены расстояния в ангстремах между молекулой H2O и ближайшими атомами окружения

 

spin-isomers of H2O in the reaction center of photosynthetic purple bacteria

 

R.Y. Pishchalnikov, S.M. Pershin, A.F. Bunkin

 

Wave Research Center, Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Science, 38 Vavilov Street, Moscow 119991, Russia

 

Литература

  1. S.M.Pershin and R.Yu.Pishchalnikov. // Physics of Wave Phenomena, 2012, 20, 35-44.
  2. V.I.Novoderezhkin, A.G.Yakovlev, R.van Grondelle, and V.A.Shuvalov. // Journal of Physical Chemistry B, 2004, 108, 7445.