Моделирование конформационного перехода в фотосинтетическом реакционном центре бактерии Rb. sphaeroides

 pdf (2637K)

Методом квантово-химического моделирования исследован возможный конформационный переход в локальном окружении первичного хинона в фотосинтетическом реакционном центре (РЦ) бактерии Rhodobacter sphaeroides, сопровождающий процесс переноса электрона. Исходя из представления о наличии двух устойчивых конформационных состояний РЦ, предложена кинетическая модель, хорошо описывающая экспериментальные температурные зависимости скорости реакции рекомбинации P+QA- → PQA. Результаты квантово-химического моделирования сайта связывания первичного хинона позволяют предложить на роль указанного конформационного изменения небольшое смещение кольца убихинона, приводящее к разрыву водородной связи, образуемой 4–C=O группой убихинона с гистидином M219, и образованию новой водородной связи с гидроксильной группой треонина M222. Значения параметров модели, полученные с помощью квантово-химических расчетов, качественно согласуются со значениями параметров кинетической модели, используемых для описания реакции рекомбинации.

Ключевые слова: Rhodobacter sphaeroides, фотосинтетический центр, конформационный переход, реакция рекомбинации
Цитата: Компьютерные исследования и моделирование, 2009, т. 1, № 4, с. 437-448

Modelling of conformational change within photosynthetic reaction center of Rb. sphaeroides bacteria

A possible conformational change, which accompanies electron tranport in Rb. sphaeroides photosynthetic reaction center (RC), was studied using quantum-chemical approach. A kinetic model which takes into account two conformational states of RC is proposed. The model quantitatively describes experimental temperature dependencies of recombination reaction rate P+QA- → PQA. Quantum-chemical modeling of primary quinone (QA) binding site permits one to propose a minor shift of QA as a conformational change of interest. The shift is accompanied by break of a hydrogen bond between 4–C=O group of QA and histidine M219, and formation of a new hydrogen bond between QA and hydroxyl group of threonine M222. Characteristics of this conformational change were obtained from quantum-chemical calculations and match parameters of kinetic model in qualitative fashion.

Keywords: Rhodobacter sphaeroides, photosynthetic reaction center, conformational change, reaction of recombination

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в Перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук ВАК, группы специальностей: 01.01.00, 01.02.00, 03.01.00, 03.02.00.
 

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science