Перенос электронов на большое расстояние в белках
Перенос электрона в реакционном центре фотосинтеза
Протяжённые электронные состояния в белках
Проблема переноса электрона на большое расстояние в биосистемах является одной из актуальных проблем молекулярной биологии. Интенсивные экспериментальные и теоретические исследования этой проблемы ведутся при изучении переноса электрона в реакционном центре фотосинтеза, каталитических реакциях белков, лежащих в основе жизнедеятельности организмов, электронного переноса в дыхательной цепи электронного транспорта и др.
Работы по этой теме были начаты в нашем институте в конце 80-х годов. В работах /6/, /14/, /19/ разрабатывается новый подход к проблеме электронного переноса на большое расстояние, основанный на модели самосогласованных протяженных состояний электронов в белках. Согласно этому подходу, в образовании самосогласованных состояний в белках участвует вся биомакромолекула. В разрабатываемом подходе спектроскопические эксперименты в металлсодержащих гемовых белках объясняются свойствами гемовых волновых функций электрона, а перенос электрона – свойствами самосогласованных протяжённых состояний.
В настоящее время эта физическая теория приводит к правильной величине энергии реорганизации белков и зависимости скорости переноса от расстояния между реакционными центрами в реакциях самообмена белков.
На рисунке показана схема реакции самообмена в комплексе cytc/cytc посредством промежуточного возбуждённого состояния (в центре рисунка):
Полученные результаты представляют интерес для целого ряда смежных областей, в частности для такого нового и бурно развивающегося направления, находящегося на стыке атомной и молекулярной физики и теории конденсированных сред, как физика и химия кластеров.