Поддержать команду Зеркала
Беларусы на войне
  1. Карточки популярного среди беларусов иностранного банка перестали работать в РБ
  2. Стало известно, что в колонии Навального отравили сверхтоксичным ядом
  3. Большая сенсация на Олимпийских играх: фигурист Илья Малинин остался без медали в личном зачете
  4. Экс-представительницу ОПК по финансам Зарецкую в Эстонии подозревают в мошенничестве на 450 тысяч евро
  5. Зима не отступает. Прогноз погоды на предстоящую неделю
  6. В основной программе Мюнхенской конференции по безопасности впервые прошла дискуссия о Беларуси. Рассказываем главное
  7. ISW: В Беларуси испытывают новые российские дроны
  8. «Мы слышим фразу — и не понимаем». Гендерная исследовательница о статусе Марии Колесниковой и о том, почему на ее слова такая реакция
  9. Угадаете, сколько желающих? Азаренок выпустил новый фильм, который показывают в кинотеатрах, — посмотрели, как расходятся билеты
  10. Один из самых известных беларусских актеров сменил работу и ушел от российской звезды
  11. Всего пять шагов, пару минут вашего времени — и польская налоговая отправит «Зеркалу» деньги. Рассказываем, что нужно сделать
  12. На глубине 700 метров под землей оказались заблокированными 33 человека. Они ждали помощи более двух месяцев — как их оттуда вытянули


/

Ученые из Индийского института науки и Калифорнийского технологического института решили одну из старейших загадок биологии — почему ключевые электроны в процессе фотосинтеза двигаются только по одной стороне белково-пигментного комплекса, хотя структура выглядит симметричной, пишет ScienceDaily.

Изображение используется в качестве иллюстрации. Фото: AI / ScienceDaily
Изображение используется в качестве иллюстрации. Фото: AI / ScienceDaily

Фотосинтез — это фундаментальный процесс, с помощью которого растения, водоросли и некоторые бактерии преобразуют энергию солнечного света в химическую, выделяя при этом кислород. Он состоит из множества реакций, происходящих за считаные триллионные доли секунды. Несмотря на десятилетия исследований, ранние этапы этой цепочки оставались плохо понятными.

Исследователи сосредоточились на первом ключевом звене фотосинтеза — комплексе под названием «Фотосистема II». Он состоит из двух симметричных ветвей — D1 и D2, окруженных четырьмя молекулами хлорофилла и двумя молекулами феофитина, а также связан с переносчиками электронов — пласто-хинонами. По логике, электроны должны двигаться по обеим ветвям одинаково. Но на деле энергия всегда идет только по ветви D1. Это противоречие десятилетиями ставило ученых в тупик.

Команда исследователей использовала молекулярное моделирование, квантово-механические расчеты и теорию Маркуса — модель, описывающую передачу электронов, — чтобы понять, где возникает блокировка. Они выяснили, что D2 имеет значительно более высокий энергетический барьер — для переноса электрона от феофитина к пласто-хинону требуется вдвое больше активационной энергии, чем в D1. Это делает прохождение электрона по D2 практически невозможным.

Кроме того, оказалось, что сопротивление электронному потоку в D2 в сто раз выше, чем в D1. Важную роль играют и небольшие различия в окружении пигментов: у хлорофилла в ветви D1 уровень возбуждения ниже, что делает его более «привлекательным» для электрона.

Ученые считают, что если изменить компоненты D2 — например, заменить местами хлорофилл и феофитин, — можно снизить энергетический барьер и «разблокировать» движение электронов по обеим ветвям. Это открывает перспективы для создания искусственных систем фотосинтеза, которые смогут более эффективно преобразовывать солнечную энергию в топливо.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.