ИСТИНА

Никто не сомневается в таком очевидном факте, что без Солнца жизнь на нашей планете была бы не возможна. Солнечная радиация не только поддерживает необходимый для существования живых существ диапазон температур, но и является ключевым фактором в фундаментальном процессе преобразования энергии в живых организмах, называемы фотосинтезом. Одна из особенностей устройства фотосинтетического аппарата как высших растений так водорослей, а также бактерий, - это их удивительная схожесть. Организмы, разделённые миллионами лет эволюции, сохраняют в строении фотосинтетического аппарата пигмент белковые комплексы, обеспечивающие стабильность последовательных химических реакций и физических процессов, приводящих к синтезу органических питательных соединений [1]. Характерный пример такого пигмент-белкового комплекса - это фотосистема 1 (ФС1), которая входит в состав, как растений, так и цианобактерий. Универсальной структурной единицей обеих фотосистем является коровый комплекс, который представляет собой реакционный центр, окружённый пигментными молекулами, образующими прицентровую антенну. Коровые комплексы растительной ФС1 окружены дополнительными антенными комплексами, тогда как ФС1 цианобактерий существуют в виде мономеров и тримеров коровых комплексов [1]. Особенность оптических свойств ФС1 цианобактерий – наличие длинноволновых, по сравнению с возбуждёнными состояниями реакционного центра, электронных состояний антенны. Несмотря на многочисленные экспериментальные исследования, природа данного феномена и его роль в процессах переноса энергии в антенне не до конца изучена. В нашей работе мы провели теоретическое моделирование линейного и нелинейного оптического отклика ФС1 выделенной из цианобактерии Arthrospira platensis [2-4]. На основе анализа экспериментальных данных линейного поглощения и кругового дихроизма, флуоресценции одиночных молекул, а также кинетических кривых, полученных в экспериментах накачка-зондирование, мы показали, что наличие длинноволновых форм хлорофилла не связано с величиной энергии взаимодействия хлорофиллов в ФС1, а определяется энергией Qy электронного перехода молекул хлорофиллов, и величиной электрон-фононного взаимодействия. 1. Shevela D., Pishchainikov R.Y., Eichacker L.A., Govindjee. Oxygenic Photosynthesis in Cyanobacteria in book STRESS BIOLOGY OF CYANOBACTERIA: MOLECULAR MECHANISM TO CELLULAR RESPONSES, CRC Press, pp. 3-40, 2013 2. Pishchalnikov, R. et al. Single Molecule Fluorescence Spectroscopy of PSI Trimers from Arthrospira platensis: A Computational Approach // Molecules, 2019, V. 24(4), 822 3. Roman Pishchalnikov, Application of the differential evolution for simulation of the linear optical response of photosynthetic pigments // Journal of Computational Physics, 2018, V. 372, P. 603-615 4. Pishchalnikov, R.Y. et al. Spectral differences between monomers and trimers of photosystem I depend on the interaction between peripheral chlorophylls of neighboring monomers in trimer // Physics of Wave Phenomena, 2017, V. 25(3), P. 185–195