Вы можете отправить нам 1,5% своих польских налогов
Беларусы на войне
  1. В Беларуси резко повышается стоимость топлива
  2. С понедельника резко похолодает? Рассказываем, какой будет неделя с 30 марта по 5 апреля
  3. Только один сын руководителя БCCР публично осудил деятельность своего отца. В его жизни была тюрьма и психбольница — рассказываем
  4. Блогер отправил в милицию ИИ-фото людей с бело-красно-белыми флагами в Минске. Через 30 минут там уже были силовики с автоматами
  5. В Витебске задержали членов банды конца 90-х
  6. От снега до гроз и туманов? Синоптик Рябов рассказал, каким будет апрель
  7. Закрепится ли доллар выше 3 рублей в апреле? Отвечает эксперт
  8. «Второго мая посадила картошку, четвертого — посадили меня». Доцент вернулась из Польши помочь маме — и села за поддержку Украины
  9. В Беларуси появится новый госорган по борьбе с «экстремизмом». Чем конкретно он займется
  10. «Держи штурвал!» Как ребенок в кресле пилота уничтожил российский Airbus c 75 людьми на борту — история невообразимой авиакатастрофы


/

Ученые из Индийского института науки и Калифорнийского технологического института решили одну из старейших загадок биологии — почему ключевые электроны в процессе фотосинтеза двигаются только по одной стороне белково-пигментного комплекса, хотя структура выглядит симметричной, пишет ScienceDaily.

Изображение используется в качестве иллюстрации. Фото: AI / ScienceDaily
Изображение используется в качестве иллюстрации. Фото: AI / ScienceDaily

Фотосинтез — это фундаментальный процесс, с помощью которого растения, водоросли и некоторые бактерии преобразуют энергию солнечного света в химическую, выделяя при этом кислород. Он состоит из множества реакций, происходящих за считаные триллионные доли секунды. Несмотря на десятилетия исследований, ранние этапы этой цепочки оставались плохо понятными.

Исследователи сосредоточились на первом ключевом звене фотосинтеза — комплексе под названием «Фотосистема II». Он состоит из двух симметричных ветвей — D1 и D2, окруженных четырьмя молекулами хлорофилла и двумя молекулами феофитина, а также связан с переносчиками электронов — пласто-хинонами. По логике, электроны должны двигаться по обеим ветвям одинаково. Но на деле энергия всегда идет только по ветви D1. Это противоречие десятилетиями ставило ученых в тупик.

Команда исследователей использовала молекулярное моделирование, квантово-механические расчеты и теорию Маркуса — модель, описывающую передачу электронов, — чтобы понять, где возникает блокировка. Они выяснили, что D2 имеет значительно более высокий энергетический барьер — для переноса электрона от феофитина к пласто-хинону требуется вдвое больше активационной энергии, чем в D1. Это делает прохождение электрона по D2 практически невозможным.

Кроме того, оказалось, что сопротивление электронному потоку в D2 в сто раз выше, чем в D1. Важную роль играют и небольшие различия в окружении пигментов: у хлорофилла в ветви D1 уровень возбуждения ниже, что делает его более «привлекательным» для электрона.

Ученые считают, что если изменить компоненты D2 — например, заменить местами хлорофилл и феофитин, — можно снизить энергетический барьер и «разблокировать» движение электронов по обеим ветвям. Это открывает перспективы для создания искусственных систем фотосинтеза, которые смогут более эффективно преобразовывать солнечную энергию в топливо.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.