Поддержать нас
Беларусы на войне
  1. Из глухой провинции он стал одним из крупнейших городов Беларуси. Этому помог русский князь, подавивший восстание, — рассказываем
  2. Для владельцев электросамокатов с 1 сентября заканчивается «амнистия»
  3. КГБ задержал группу беларусов по подозрению в сборе закрытой информации об оборонных предприятиях
  4. «Сразу вспомнились репортажи из Северной Кореи». Барановичская школа запретила ученикам волнистые и крашенные волосы и узоры на висках
  5. Холода не будет, но и летней погоды — тоже. Вот чего ждать на неделе с 31 августа по 6 сентября
  6. В Беларуси начался дефицит грузовых вагонов-платформ. «Железнодорожники Беларуси»: дело в воинских перевозках
  7. «Занимались сексом несколько раз за ночь». Беларус почти год спал с замужней женщиной — говорит, стыдно перед ее супругом не было
  8. «Много раз пожалела». В Threads обсуждают плюсы и минусы ID-карт по сравнению с обычными паспортами


/

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.