Rhodopseudomena viridis细菌光合作用反应中心质体醌Q_A 与泛醌Q_B 间电子转移耦合质子转移机理的理论研究(英文)

摘要

用量子化学B3LYP/ 6 - 31G(d)方法 ,对Rhodopseudomenaviridis细菌光合反应中心质体醌QA(MQ1)与泛醌QB(UQ1)间的电子转移耦合质子转移 (PT_ET)机理进行了研究。对反应 (1)之后的Gibbs自由能变化进行了计算。结果表明 ,(1)按照各反应的数值 ,在无耦合质子转移的情况下 ,UQ1不可能由MQ-1连续接受两个电子。由于ΔG02b 0 ,ΔG03b 0和ΔG04b 0 ,相应的PT ET反应将依序沿 (2b)、(3b)及 (4b)进行。 (2 )在气相情况下 ,由于周围的氨基酸残基或水分子转移到UQ1的第一个及第二个质子 (H+ (1)和H+ (2 ) )将先后分别与UQ1的No.7和No .8氧原子结合 ;在蛋白环境情况下 (SCRF方法 ,ε =4 .0 ) ,质子耦合的顺序正相反 ,但H+ (1)和H+ (2 )与UQ-1结合的能量传递差很小。在气相及SCRF模拟环境中 ,相同反应间的ΔG0 无显著差别。 (3)MQ-1间UQ-1的PT ET反应如下 :　　MQ1-+UQ1→MQ1+UQ1-(1)　　UQ1-(O( 7) ) +H+ (HisL190 )→UQ1H (2b) (Gas)or　UQ1-(O( 8) ) +H+ (H2 O)→UQ1H (2b’) (SCRF)or　UQ1-(O( 8) ) +H+ (ArgL2 17)→UQ1H (2b’) (SCRF)　　MQ1-+UQ1H→MQ1+UQ1H-(3b) (Gas)　　MQ1-+UQ1H→MQ1+UQ1H-(3b’) (SCRF)　　UQ1H-+H+ (H2 O)→UQ1H2 (4b) (Gas)or　UQ1H-+H+ (ArgL2 17)→UQ1H2 (4b) (Gas)or　UQ1H-+H+