Молекулярные, броуновские, кинетические модели и Монте Карло модели процессов в фотосинтетической мембране высших растений и микроводорослейтезисы доклада
Аннотация:Представлены результаты выполненных на кафедре биофизики биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова работ по математическому и компьютерному моделированию. Детальные кинетические модели процессов в тилакоидной мембране включают перенос электрона в реакционных центрах фотосистем I и II, цитохромном комплексе, линейный и циклический транспорт электронов, описывают роль электрического и электрохимического потенциала, буферных групп, нефотохимическое тушение флуоресценции и регуляцию процессов сопряжения с циклом Кальвина. Модели количественно описывает процессы индукции флуоресценции и редокс превращений P700 на временном интервале от микросекунд до 30 сек. Воспроизводить процессы в ансамблях фотосинтетических цепей, размеры которых соизмеримы с их количеством в клетках микроводорослей позволяют модели, основанные на методе Монте Карло. Для анализа больших массивов экспериментальных данных по индукции флуоресценции разработан метод мультиэкспоненциальной аппроксимации. Метод применен для задач экологического и биотехнологического мониторинга и позволяет определять участки ЭТЦ, претерпевающие изменение в ходе роста культуры. С помощью поэтапного броуновского и молекулярного компьютерного моделирования описан процесс формирования функционально активного белок-белкового комплекса фотосинтетических белков цитохрома f и пластоцианина в растворе. Выявлены физические механизмы, определяющие различные пути образования комплекса этих белков у высших растений, зеленых водорослей и цианобактерий. Изучена роль электростатических взаимодействий в ходе образования диффузионно-столкновительных комплексов различных видов фотосинтезирующих организмов. Детали проведенных работ будут освещены в докладах участников.