YGS-LYS, Konu Anlatımı

Yeniden Enerji, Doğa

Yeniden Enerji, Doğa
 
Yeniden enerji , l , altında yatan fiziksel etkileri karmaşık , ancak kısa bir analizelektron transferi sürecine bazı yararlı bilgiler sağlar . Bir elektron bir molekül içi işlem (örneğinbc1 karmaşık fotokimyasal reaksiyon merkezleri veya heme bL ve bH arasında ortaya çıkar gibi) transfer edildiğinde , bir ücret protein matrisi ile transfer ve yük dağılımıönce ve sonra farklı olduğunu aktarın. Yük dağılımı bu değişiklik , yerel dielektrik özellikleri tarafından accomodated zorundadır. Bu yerel bağlar, polar yan zincirlerinin yeniden yönlendirilmesi , protolytic gruplarının çözüşüm ( veya Derneği) , bu " çözücü " etkileri , lokalyapısına ek olarak çözücü dipoller, vb çözücü yeniden yönlendirilmesi iyonların hareketi polarize tarafından katkıda bulunmaktadır redoks merkezi yapılandırmada değişikliklere olabilir . Yanıtlarının bu set ile başa çıkmak için, bu kabul edilmelidir :
L, bir bileşik bir terimdir. Marcus ilk iki bileşen , li ve lo arasında ayrım . Eski (II ) atomları arasında , iç kabukenerji yeniden yapılanma çalışmaları çerçevesinde adlandırılan,redoks merkezine yakındır. DoğrudanMarcus diyagramparabol ile ilgilidir , ve iç kabuk titreşim modları parametreler hesaplandı :
 
yukarıdaHook yasası tedavi tarafından verilen .
Daha fazla dışarı atomlar adlandırılanikinci ( lo ) , " solvent " olarak adlandırılan ve yerel ortamınkutuplanabilirlik tahmin edilmektedir :
 
 
De alıcı için donör aktarılan yük olduğu , r1 ve r2iki reaktanları zaman temas ve yarıçapı olan ; r12 r1 + r2 olduğunu, Dop yerel orta ve Ds kırılma indeksi ( kutuplanabilirlik vermek için) bir kare statik dielektrik sabiti ve e ( . ref adapte 1 ) SI birimleri vermek için alangeçirgenlik olduğunu. Cukier ve Nocera ( 4 )aktivasyon enerjisiMarcus formu ... çözücü ( karakteristik fequencies kBT ile karşılaştırıldığında küçük olmalıdır ) bir klasik tedavi ve çözme yüzeyleri karesel olduğu varsayımı ile elde edilir " unutmayın . ikinci varsayımçözünenyük dağılımınınprescenceçözücü varsayımsal lineer tepki bir sonucudur. " .
Intramoleküler elektron transferi durumunda , protein matrisi" çözücü " içerir , ancak dielctric tepkileri nedeniyleprotein içindeki sabitdüşük dielektrik önemli bir mesafe üzerinden keçe olabilir ve çevreleyen faz ulaşabilir. Membran proteinleri için , etkisi membran çevre kaynaklanan farklı dielektrik sabitibirden aşamaları ile komplike olacak . Dielektrik yanıtredoks merkezinin yere bağlı olarak çok farklı olacaktır . Bu membran - yayılan bölgede ise , lipid fazproteini daha sabit daha düşük bir dielektrik olacak;sulu arabirimi yakınında ,fosfolipid baş gruplardielektrik sabiti yükselterek , önemli bir kutup katkıda bulunacaktır. Redoks merkezininsulu faza yakın olursa,yan zincirler predominatly ya da bir polar yüklü olabilir ve suyun yüksek dieltric sabiti de baskın bir hatta ya da önemli bir rol oynayabilir.
Çünkü polarizasyon etkileri ( bağ kutuplanabilirlik , protolytic reaksiyonlar , iyon hareketleri , ve yan zincir hareketleri) ,dielektrik yeniden , ve katkıda l bileşen için farklı zaman sabitleri , bir zaman bağımlılık gösterecektir . Bu zamansal evrimsonucu fotokimyasal reaksiyon3 ps faz ürünün istikrarı bir ns zaman ölçeği içinde gelişmeye gösterilmiştir merkezleri , ve daha sonra PHOTOPRODUCTS artar istikrar dışında , herhangi bir detay araştırılmıştır değil ms zaman ölçeği için ms .
Bu dielektrik tepkilerin ek bir tezahürü molekül içi redoks zincirlerinintasarım bulunmaktadır. Protein iç hidrofobik olduğu için , ayrı bir şarj için gereken çalışma olarak Coulomb yasası ile belirlenen düşük dielektrik sabiti , yansıtır . Biz iyonoforlar ve bu dinitrofenol gibi protonophoric eşleşmeyenler bağlamında gördüğümüz gibi ,düşük dielektrik fazına bir ücret tür aktarmak için gereken çalışma büyük ölçüde daha büyük bir hacim üzerinden şarj speading tarafından azaltılabilir. Bu Born tarafından nicel koymak ve bu Born etkisi elektron transferi süreçlerinde benzer tedavi ile geçerlidir edildi . Ana unsurları proteinler içinde uzun mesafe elektron transfer reaksiyonları ile ilgili olarak -sitokromlar ve klorofil ( Chl ) belirgin örnektir , - evrim büyük p - bağlı halka yapıları , seçilmiş olduğu dikkat çekicidir . Transferi ile ilgilielektronlardüşük enerjili p - orbitalleri geldiği için , onların ücretdüşük dielektrik aşamasında daha büyük bir hacmi dielektrik yanıt katılmak için izin ,p - konjuge sistemi hacmi üzerinde paylaştırılmış . Bu, tüm fotokimyasal reaksiyon merkezlerinde gözlenen dimerik yapının evrim için bir neden olabilir . Dimer birincil donörün" özel çift " oluşturmak için bir araya iki Chl ( veya BChl ) molekülleri getiriyor . Bu P + üzerindeki yük daha güçlü doğan etkisi ile yük ayırma kolaylaştırılması , bir monomerik türlerin hacminin iki katına yayılmış sağlar.
Klorofil ve özellikle biyoenerjetik sistemlerinin transmembran reaksiyonlarda moleküller arası elektron transferi , içinde sitokromlar n kullan elektron transferi için ek bir önemli sonucu vardır . Elektronkonjuge sistemi genelinde aktarabilirsiniz çünkü hemen hemen anında , halka sistemleri tarafından yayılmışmesafe boyunca elektron transferielektron transfer süresi önemli ölçüde katkıda bulunmaz . Buoran sabit bir mesafe bağımlılığı için b parametresini konjuge tahvil yoluyla transfer için 0 değeri vardır , ve tüm elektron transferi mesafeleri en yakın atomlar arasında kenardan kenara ölçülür Dutton en cetvel , özetlenmiştir tedavisinde örtülü verici ve alıcı arasındakonjuge sistemleri . Reaksiyon merkezleri veBC1 kompleksi için,izolasyon aşaması arasındaelektron transfer mesafe büyük bir kısmını konjugat sistemleri tarafından katkıda bulunulmuştur.
Born etkisi ve elektron transferi büyük eşlenik halka yapıların katılımı yararlarıelektronun kuantum - mekanik özellikleri bağlıdır . Proton şarj nükleer ve bir sonucu olarak , proton çok farklı kuantum - mekanik canavar , ve ağır kütlesi ile kısıtlı çünkü böyle bir benzer faydalar , proton transferi için Coulomb yasası kısıtlamaları iyileştirmek . Bu ( ref bakın . Aşağıda 4) daha karmaşık tedavi gerektiren proton çiftli elektron transfer reaksiyonları , için Marcus teorinin uygulanması için önemli sonuçları vardır . Çok yeni ilgi Biyoenerjetikte büyük önem taşımaktadır , çünkü proton degrade üretimi için elektron transferkancası protolytic süreçlerin rolü olan reaksiyonu, bu tip üzerinde odaklanmıştır. Özellikle ilgi çekici O2 sitokrom oksidaz içinde H2O azalma , photosytem II O2 H2Ooksidasyon ve bakteriyel reaksiyon merkezleri , Fotosistem II ve bc1 karmaşık Kinonların azaltılması ve oksidasyon reaksiyonlardır . Proton çiftli elektron transfer reaksiyonları anlamada bazı son ilerleme Nocera tarafından model sistemler geliştirilmesi geldi . Bir photoactivatable verici grup olan bir diamin ve bir karboksilat grubu arasında H-bağı yoluyla bir alıcı grubuna bağlanan edildiği kompleksleri gibi reaksiyonlar incelenmiştir . Proton transferi bileşeni için itici güçH - bağ çifti yönünü değiştirerek başka benzer komplekslerinde farklı olabilir . Itici güçBronstedt ilişkisi ile verilmektedir:
DGproton transferi = 2.303RT ( PKD - pKA )
Noceraproton transfer , çünkü daha fazla için çok daha yüksek bir yeniden enerji ( ref bakın . 4 , birkaç büyüklük azalmıştır hız sabiti ile , olumsuz ise bir yavaşlama etkisi yansıtan , elektron transfer hızı DGproton transferi güçlü bağımlı olduğunu bulundu tartışma ve teorik tedavi ) .
İlgili bir konu üzerinde son bir not elektron transferi işlemlerinde ısı dağılımı ve soru . Bir ısı veren reaksiyon için , devlet değişimin iş kapasitesi kaybı içerir ve entropi artış ısı çevreye transferi gerçekleşmektedir . Buişlem bir ısı motoru esas olan fotosentetik reaksiyon merkezleri,fotokimyasal süreçlerinde özellikle dikkat çekicidir. Işık olarakenerji girdisi ışık kaynağı (> 1000 K ) ile termal dengede bir uyarılmış durum oluşturur . Daha istikrarlı devletler çevre ( ~ 300 K ) ile termal denge içindedir . İstikrar bir entropi artış eşlik ve komşu molekülleri ile vibronic etkileşim yoluyla çevreye termal enerjitransferi ile olmalıdır . Fotosentetik yük ayırma bölgesindekiilk aşamalar için , bu termal dengelenmesi içinzaman ölçeği , reaksiyon oranı, bu ısı transferi ile modüle edilen bir ölçüde büyük olasılıkla , böyleceelektron transfer işlemi ile aynıdır aralığındadır. ARC bu konuda herhangi bir resmi tedavi farkında değildir .
Sponsorlu Bağlantılar