BioScience Blog – Научный Биологический блог

Зрительный пигмент родопсин представляет собой фоточувствительный белок, который после поглощения кванта света изменяет свою конформацию и запускает процесс фототрансдукции путем взаимодействия с G-белком. Изменение конформации родопсина инициируется изомеризацией его хромофорной группы из 11 -цис в полностыо-транс форму ретиналя. Методом фемтосекундной абсорбционной лазерной спектроскопии было показано, что первый продукт реакции, фотородопсин, образуется за 200 фс с квантовым выходом 0.65 при возбуждении родопсина в максимуме а-полосы поглощения (A-max = 500 нм). В настоящей работе проводилось возбуждение родопсина при длинах волн X= 500, 535, 560 нм с целью выявления зависимости динамики реакции фотоизомеризации от характеристик начального когерентного колебательного волнового пакета, который образуется благодаря фемтосекундному импульсу. При изучении кинетических кривых образования первых продуктов реакции были обнаружены осцилляции сигнала, отражающие существование когерентного колебательного волнового пакета в течение нескольких пикосекунд. Определение амплитудно-фазовых характеристик волновых пакетов, образующихся при различных длинах волн возбуждения, позволило выявить активные частоты. Было показано, что частоты осцилляции 44, 62, 142 и 160 см”1 соответствуют колебательным модам, активным в элементарном акте изомеризации 11
-цис ретиналя в родопсине и в процессе восстановления исходного состояния. Изменение энергии кванта возбуждающего света на 2000 см”1 (от 500 до 560 нм) привело к изменению соотношения амплитуд различных реакционных колебательных мод при постоянстве их частот. Предполагается, что именно разное соотношение амплитуд частот, полученных в данных исследованиях, может быть причиной уменьшения квантового выхода реакции при возбуждении длинами волн больше 500 нм. Тезисы доклада основаны на материалах исследований, проведенных в рамках программы фундаментальных исследований отделения химии и наук о материалах РАН «Теоретическое и экспериментальное изучение природы химической связи и механизмов важнейших химических реакций и процессов». (Программа ОХ-01)