Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Естествознание arrow Биофизика
Посмотреть оригинал

Электронно-конформационные взаимодействия.

Как видно, туннелирование собственно электрона неотделимо от сопряженных процессов перестройки ядерной системы. Однако последние неоднородны по своим масштабам.

Ранее был описан процесс начальных электронно-колебательных взаимодействий (см. рис. 11.7), которые обеспечивают туннелирование электрона и закрепление его на молекуле акцептора за счет потери части электронной энергии (< 0,1 эВ).

Появление электрона на акцепторе вслед за этим индуцирует более глубокие конформационные перестройки в комплексе, что, собственно, и составляет природу электронно-конформационных взаимодействий. Начальная колебательная релаксация происходит за время 10~12— 10-13 с и связана со смещениями ядер на доли ангстрема (< 0,1 А).

Конформационные перестройки длятся, как правило, намного дольше (до К) 106 с) и могут быть сопряжены со смещениями ядер порядка нескольких ангстрем. Эти перестройки носят уже функциональный характер. В частности, в фотосинтетической системе переноса электрона они включают образование таких

Модель «молекулярного насоса», или электронно-конфор- мационное взаимодействие в процессе электронного транспорта (стрелки — «ограниченная диффузия» вдоль конформационной координаты R)

Рис. 11.8. Модель «молекулярного насоса», или электронно-конфор- мационное взаимодействие в процессе электронного транспорта (стрелки — «ограниченная диффузия» вдоль конформационной координаты R)

Организация цепи электронного транспорта D -> /, -> /,-» А при наличии «защелок» в активном состоянии R' для реакции /, —> /

Рис. 11.9. Организация цепи электронного транспорта D -> /, -> /,-» А при наличии «защелок» в активном состоянии R' для реакции /, —> /2 (напряженная конформация — резкий минимум на кривой конформацион- ного потенциала)

контактных состояний между переносчиками, которые обеспечивают направленное туннелирование между ними в транспортной цепи. Сопряжение функциональной активности переносчика электрона с его внутримолекулярной подвижностью качественно имеет следующий характер. Простетическая акцепторная группа 1 переносчика в отсутствие электрона совершает стохастические движения по механизму ограниченной диффузии вдоль конформа- ционной координаты R (кривая (/,, рис. 11.8). При движении она попадает в точку Rh где принимает электрон от внешнего донора. Этот акт происходит по механизму туннелирования с закреплением электрона и потерей части энергии (< 0,1 эВ) по колебательным степеням свободы внутри донорно-акцепторного комплекса. Восстановление группы I изменяет ее зарядовое состояние и характер взаимодействия с окружением внутри белка. В результате она переходит с кривой U,{R) на другую кривую U2(R) конформационной энергии. Теперь, двигаясь стохастически вдоль конформационной координаты R, группа 1 попадает в точку R2, где отдает электрон внешнему акцептору и возвращается вновь на кривую U,(R). Надо ясно понимать, что само по себе стохастическое движение вдоль конформационной координаты идет с диссипацией энергии и не может быть сопряжено с ее запасанием.

На своем пути молекулярная группа может взаимодействовать с окружением, например с заряженными «фиксаторами», и задерживаться на долгое время в определенных положениях. Тем самым создается напряженная конформация, в которой и происходит запасание энергии. Этот случай соответствует появлению резкого минимума на кривой конформационного потенциала, на которую перешла акцепторная группа после принятия электрона (рис. 11.9). В точке R' может находиться положительный заряд, фиксирующий положение группы Iе в напряженной конформации.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы