Поддержать команду Зеркала
Беларусы на войне
  1. Россия нашла еще одного союзника, который готов помогать производством техники и людьми
  2. Доллар готовится: какой курс будет в середине декабря? Прогноз по валютам
  3. Семейная шутка стала реальностью: уехавшей из Беларуси педиатру Майе Терекуловой КГБ заблокировал счета
  4. «Заставлены абсолютно все обочины». Минчане жалуются на проблемы от новой системы оплаты парковок
  5. Температура выше нормы. Какой будет погода на следующей неделе
  6. Помните, Бондарева поставила крест на группе «Дрозды», назвав фронтмена «змагаром-переворотчиком»? Стало известно, чем он занялся после
  7. Переговоры США и Украины в Майами зашли в тупик из-за территорий и гарантий безопасности. Зеленский назвал встречу «конструктивной»
  8. Этот популярный беларусский город однажды попал в состав Швеции на целый год. Объясняем, как он там оказался и что было дальше
  9. Год без Асада и Путина. Куда ведут Сирию новые власти и что будет дальше


/

Ученые из Индийского института науки и Калифорнийского технологического института решили одну из старейших загадок биологии — почему ключевые электроны в процессе фотосинтеза двигаются только по одной стороне белково-пигментного комплекса, хотя структура выглядит симметричной, пишет ScienceDaily.

Изображение используется в качестве иллюстрации. Фото: AI / ScienceDaily
Изображение используется в качестве иллюстрации. Фото: AI / ScienceDaily

Фотосинтез — это фундаментальный процесс, с помощью которого растения, водоросли и некоторые бактерии преобразуют энергию солнечного света в химическую, выделяя при этом кислород. Он состоит из множества реакций, происходящих за считаные триллионные доли секунды. Несмотря на десятилетия исследований, ранние этапы этой цепочки оставались плохо понятными.

Исследователи сосредоточились на первом ключевом звене фотосинтеза — комплексе под названием «Фотосистема II». Он состоит из двух симметричных ветвей — D1 и D2, окруженных четырьмя молекулами хлорофилла и двумя молекулами феофитина, а также связан с переносчиками электронов — пласто-хинонами. По логике, электроны должны двигаться по обеим ветвям одинаково. Но на деле энергия всегда идет только по ветви D1. Это противоречие десятилетиями ставило ученых в тупик.

Команда исследователей использовала молекулярное моделирование, квантово-механические расчеты и теорию Маркуса — модель, описывающую передачу электронов, — чтобы понять, где возникает блокировка. Они выяснили, что D2 имеет значительно более высокий энергетический барьер — для переноса электрона от феофитина к пласто-хинону требуется вдвое больше активационной энергии, чем в D1. Это делает прохождение электрона по D2 практически невозможным.

Кроме того, оказалось, что сопротивление электронному потоку в D2 в сто раз выше, чем в D1. Важную роль играют и небольшие различия в окружении пигментов: у хлорофилла в ветви D1 уровень возбуждения ниже, что делает его более «привлекательным» для электрона.

Ученые считают, что если изменить компоненты D2 — например, заменить местами хлорофилл и феофитин, — можно снизить энергетический барьер и «разблокировать» движение электронов по обеим ветвям. Это открывает перспективы для создания искусственных систем фотосинтеза, которые смогут более эффективно преобразовывать солнечную энергию в топливо.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.