|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Математическое моделирование переходных процессов в цитохромном b6f-комплексестатья Тезисы
- Авторы: Хрущев С.С., Плюснина Т.Ю., Фурсова П.В., Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б.
- Сборник: Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем. Сборник трудов 16-й Международной научной конференции, Минск, 25–27 июня 2024 г
- Год издания: 2024
- Место издания: Научное электронное издание, Минск : БГУ Республика Беларусь, Минск
- Первая страница: 350
- Последняя страница: 350
- Аннотация: Цитохромный b6f-комплекс является важным компонентом фотосинтетической электрон-транспортной цепи и выступает в качестве центрального «хаба», через который проходит как линейный поток электронов между фотосистемами 2 и 1, так и циклический поток вокруг фотосистемы 1. Комплекс состоит из четырех цитохромов и железосерного центра Риске, обладающих окислительно-восстановительной активностью. В процессе переноса электрона на пластоцианин происходит существенное изменение конформации комплекса, обеспечивающее сближение центра Риске с цитохромом f. Используя современные данные о строении цитохромного b6f-комплекса и редокс-потенциалах участников электронного транспорта, мы разработали его детальную математическую модель, позволяющую оценить скорость электронного транспорта через комплекс в зависимости от восстановленности пулов мобильных переносчиков электрона пластохинона, пластоцианина и ферредоксина, а также исследовать кинетику переходных процессов в комплексе при изменении степени восстановленности этих пулов. В модели рассматриваются переходы между 9216 состояниями мономера цитохромного b6f-комплекса, различающимися по редокс-состоянию входящих в его состав реакционных центров и связанных с ним мобильных переносчиков электрона. Модель представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, переменными в которых являются вероятности нахождения комплекса в каждом из состояний. Основное кинетическое уравнение является линейным, что позволяет использовать методы линейной алгебры как для нахождения стационарных состояний, так и для расчета кинетики переходных процессов. Разработано программное обеспечение на языке программирования Python, позволяющее автоматически генерировать основное кинетическое уравнение на основе схемы реакций в комплексе, находить стационарные скорости электронных потоков через комплекс в зависимости от констант скорости элементарных реакций и степени восстановленности пулов мобильных переносчиков электрона, а также кинетику изменения электронного потока в ходе переходного процесса, вызванного изменением степени восстановленности одного из пулов. На шестиядерном процессоре i5-8600K, работающем на частоте 3.6 ГГц, поиск стационарного решения для одного набора параметров занимает примерно 4 с, что позволяет провести исследование режимов функционирования комплекса в широком диапазоне изменения параметров. Результаты моделирования находятся в хорошем согласовании с экспериментальными данными. Предполагается использовать полученную модель цитохромного b6f-комплекса в качестве компонента интегральной модели фотосинтетического электронного транспорта.
- Добавил в систему: Хрущев Сергей Сергеевич