Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом электронного трансфера на расстояние, примерно равное 3 нм. Этот процесс является прямой аналогией разделения зарядов под действием света в фотоэлектрических ячейках.
Схема гексамерного центрального кофактора бактерии. Спектры транзиентной абсорбции получены после селективного возбуждения пары молекул «Р». (Иллюстрация Argonne National Laboratory).
Научная группа, состоящая из сотрудников и (оба — США), провела серию экспериментов, с тем чтобы понять, каким именно образом осуществляется начальный этап фотосинтеза. Применяя поляризационную ультрабыструю селективную спектроскопию на РЦ-монокристаллах, учёным удалось выделить фотохимический процесс, специфичный только для центрального кофактора, и, исходя из этого, идентифицировать нанометровый делокализованный характер созданных светом первых возбуждённых состояний.
До сих пор постоянные перекрытия спектральных характеристик кофакторов не позволяли нам получать ясную картину спектрального и временнóго откликов для каждого кофактора в отдельности при абсорбции фотона, что сильно ограничивало наше понимание сложной фотохимической функции в РЦ. С применением индивидуальные кофакторы в монокристаллах РЦ изучались посредством точной ориентации поляризации импульсов накачки и регистрации по кристаллографическим осям монокристалла.
В итоге исследователям удалось получить более чистую, более детализированную картину первых шагов процесса конверсии фотосинтетической энергии. Так была идентифицирована роль делокализованных возбуждённых состояний и заложена основа нового подхода к постановке эксперимента и анализу полученных данных в случае изучения необычной эффективности светосберегающего процесса и процесса разделения зарядов в природном фотосинтезе.
Подробности и результаты исследования приведены в статье, опубликованной в журнале .
Комментариев нет:
Отправить комментарий