BioScience Blog – Научный Биологический блог

Степаненко И.А.

В светособирающей антенне пурпурных бактерий LH2 основными пигментами являются молекулы бактериохлорофилла (БХл), а вспомогательными — каротиноиды. Считается, что молекулы каротиноидов выполняют три основных функции — защитную, структурную и функцию увеличения светосбора в видимой области спектра. Последняя функция реализуется благодаря переносу энергии синглетного возбуждения от каротиноидов к БХл.

В данной работе поставлена задача изучения путей переноса энергии возбуждения между основными пигментами (молекулами бактериохлорофилла) и вспомогательными пигментами (молекулами каротиноидов) в периферической светособирающей антенне LH2 фотосинтезирующих пурпурных бактерий на основе экспериментального исследования двух образцов: комплекса LH2 из клеток дикого типа (содержащих каротиноиды) и из клеток с подавленным синтезом каротиноидов. В ходе работы получены спектры оптического поглощения и исправленные спектры возбуждения флуоресценции комплекса LH2 из клеток Chr. minutissimumдикого типа (содержащих каротиноиды) и из клеток с подавленным синтезом каротиноидов. Рассчитаны относительные квантовые эффективности переходов на нижний энергетический уровень при возбуждении в разные полосы БХл и каротиноидов для комплексов LH2 из клеток обоих типов и составлена полная схема переноса энергии возбуждения между пигментами.

Возможность работать одновременно с комплексами LH2 из клеток дикого типа и из клеток с подавленным синтезом каротиноидов позволило однозначно установить существование пути переноса энергии возбуждения высоких возбужденных состояний (В-состояний) БХл на каротиноиды. Было показано, что в комплексе LH2 из клеток Chr. minutissimumдикого типа энергия возбуждения переносится от высоких возбужденных состояний (В-состояний) БХл на уровень S3 каротиноидов с эффективностью около 19%.

Существование этого пути переноса энергии необходимо учитывать при исследовании возбуждения каротиноидов ультракороткими импульсами (в диапазоне 800—850 нм), приводящему к заселению В-состояний через двухфотонное поглощение света БХл с последующим переносом энергии возбуждения от БХл на каротиноиды.