皮秒尺度上的光合作用重构
摘要：光系统II和I（PSII和PSI）是驱动光合作用光反应的反应中心复合物。PSII执行光驱动水氧化（量子效率和催化速率分别高达80％和1000个e- / s），PSI进一步使捕获的电子光能化（量子效率约为100％）。光合作用的光收获组分的出色性能激发了对重组光合作用的广泛生物、人工和生物混合方法的研究，以提高效率和产生新的反应途径，如H2产生或替代CO2固定。迄今为止，这些方法集中在从PSII的末端电子醌和PSI的末端铁-硫簇中提取电荷。理想情况下，可以立即从光激发的反应中心提取电子，以实现最大的热力学增益。然而，这被认为是不可能的，因为反应中心在PSII中距离细胞质面大约4纳米，在PSI中距离细胞质面约5纳米。在这里，我们使用体内超快瞬态吸收（TA）光谱学证明，使用活的蓝细菌细胞和分离的光系统，可以直接从光激发的PSI和PSII中提取电子，使用外源电子介质2,6-二氯1,4-苯醌（DCBQ）。我们推测，DCBQ可以氧化初始光激发后参与高度去相关电荷转移（CT）态的周边叶绿素色素。我们的研究结果为研究和重组生物能源和半人工光合作用开辟了新途径。
作者：Tomi K. Baikie, Laura T. Wey, Hitesh Medipally, Erwin Reisner, Marc M. Nowaczyk, Richard H. Friend, Christopher J. Howe, Christoph Schnedermann, Akshay Rao, Jenny Z. Zhang
论文ID：2201.13370
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2023-07-19