Все выпуски

[ Switch to English ]

Анализ скорости электронного транспорта через фотосинтетический цитохромный $b_6 f$ -комплекс

Хрущев С.С., Фурсова П.В., Плюснина Т.Ю., Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б.
 pdf (1538K) / Дополнительные материалы

Рассматривается основанный на методах линейной алгебры подход к анализу скорости электронного транспорта через цитохромный $b_6 f$-комплекс. В предложенном подходе зависимость квазистационарного потока электронов через комплекс от степени восстановленности пулов мобильных переносчиков электрона выступает в качестве функции отклика, характеризующей этот процесс. Разработано программное обеспечение на языке программирования Python, позволяющее построить основное кинетическое уравнение для комплекса по схеме элементарных реакций и вычислить квазистационарные скорости электронного транспорта через комплекс и динамику их изменения в ходе переходного процесса. Вычисления проводятся в многопоточном режиме, что позволяет эффективно использовать ресурсы современных вычислительных систем и за сравнительно небольшое время получать данные о функционировании комплекса в широком диапазоне параметров. Предложенный подход может быть легко адаптирован для анализа электронного транспорта в других компонентах фотосинтетической и дыхательной электрон-транспортной цепи, а также других процессов в сложных мультиферментных комплексах, содержащих несколько реакционных центров. Для параметризации модели цитохромного $b_6 f$-комплекса использованы данные криоэлектронной микроскопии и окислительно-восстановительного титрования. Получены зависимости квазистационарной скорости восстановления пластоцианина и окисления пластохинона от степени восстановленности пулов мобильных переносчиков электрона и проанализирована динамика изменения скорости в ответ на изменение редокс-состояния пула пластохинонов. Результаты моделирования находятся в хорошем согласовании с имеющимися экспериментальными данными.

Ключевые слова: фотосинтез, электронный транспорт, основное кинетическое уравнение, функция отклика, цитохромный комплекс
Цитата: Хрущев С.С., Фурсова П.В., Плюснина Т.Ю., Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б. Анализ скорости электронного транспорта через фотосинтетический цитохромный $b_6 f$ -комплекс // Компьютерные исследования и моделирование, 2024, т. 16, № 4, с. 997-1022
Citation in English: Khruschev S.S., Fursova P.V., Plusnina T.Yu., Riznichenko G.Yu., Rubin A.B. Analysis of the rate of electron transport through photosynthetic cytochrome $b_6 f$ complex // Computer Research and Modeling, 2024, vol. 16, no. 4, pp. 997-1022
DOI: 10.20537/2076-7633-2024-16-4-997-1022
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3505/

 

Дополнительные материалы:

 

Модель цитохромного комплекса и примеры программного кода на языке Python.

SI_Khruschev_et_al_2024.zip

 

 

Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

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

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

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

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований