ИСТИНА

Процессы фотосинтеза, происходящие в живой природе, играют фундаментальную роль в преобразовании солнечной энергии в энергию химических связей. Главной реакцией фотосинтеза является многоступенчатая реакция окисления воды, в результате которой выделяется молекулярный кислород [1]. Особенности химических процессов фотосинтетического окисления воды у прокариотов и эукариотов были досконально исследованы в прошлом веке. Было показано, что полный цикл окисления воды (цикл Кока) происходит в четыре этапа и локализован в пигмент-белковом комплексе фотосистемы 2. Для эффективного окисления воды фотосистема 2 имеет марганцевый кластер, состоящий непосредственно из четырех атомов марганца, одного атома кальция и пяти молекул кислорода. Наличие рентгеноструктурных данных на сегодняшний день не позволяет однозначно оценить пространственное расположение атомов в кластере, а также распределение ролей в процессе окисления воды. Мы предприняли попытку ab-initio квантово-механического моделирования четырёхтактного процесса окисления воды с учётом спиновых состояний компонентов кластера с целью получения количественных характеристик процесса. Обсуждается возможная роль орто-пара состояний молекул воды на протяжении всего цикла Кока. Произведена оценка характерных времён кинетик водоокисления S-цикла. Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований президиума РАН «Сверхчувствительные сенсоры и гигантское усиление полей оптическими метаматериалами», НШ № 214.2012.2 и гранта РФФИ 14-02-00018И WATER OXIDATION IN PHOTOSYNTESIS R.Y. Pishchalnikov A.M. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, E-mail: av@biophys.ru Литература 1. Shevela, D., Pishchainikov, R. Y., Eichacker, L. A., and Govindjee // STRESS BIOLOGY OF CYANOBACTERIA: MOLECULAR MECHANISM TO CELLULAR RESPONSES pp 3-40, CRC Press, USA., 2013