Large-scale FRET simulations reveal the control parameters of phycobilisome light-harvesting complexes.
Large-scale FRET simulations reveal the control parameters of phycobilisome light-harvesting complexes.
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DOI：
10.1098/rsif.2022.0580
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发表时间：
2022-11
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
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作者：
藻胆体（PBS）是一种吸收光能并将其传递到光化学反应中心的巨大结构。在光收集系统的范围内，PBS被认为是吸收截面的优秀解决方案，但相对低效的能量传递系统。这是由于大量的发色团与中间的耦合距离的组合。然而，PBS系统从含氧光合作用的起源一直持续到今天的蓝藻和红藻，这些生物约占海洋初级生产力的一半。在这项研究中，我们利用一个综合的动态哈密顿模型，通过PBS结构的子集来模拟能量传递。我们的方法最初应用于藻胆素六聚体对，然后扩展到短杆。通过控制结构之间的距离和角度，我们可以探测激子转移的动力学。这些模拟表明，PBS发色团网络增强了整个PBS结构的能量分布，包括水平和垂直于棒轴的能量分布。此外，在中间耦合距离范围内，发现能量传递相对不受距离或旋转的影响。因此，我们认为PBS对水生光合作用具有独特的优势和灵活性。
Phycobilisomes (PBS) are massive structures that absorb and transfer light energy to photochemical reaction centres. Among the range of light harvesting systems, PBS are considered to be excellent solutions for absorption cross-sections but relatively inefficient energy transferring systems. This is due to the combination of a large number of chromophores with intermediate coupling distances. Nevertheless, PBS systems persisted from the origin of oxygenic photosynthesis to present-day cyanobacteria and red algae, organisms that account for approximately half of the primary productivity in the ocean. In this study, we modelled energy transfer through subsets of PBS structures, using a comprehensive dynamic Hamiltonian model. Our approach was applied, initially, to pairs of phycobilin hexamers and then extended to short rods. By manipulating the distances and angles between the structures, we could probe the dynamics of exciton transfer. These simulations suggest that the PBS chromophore network enhances energy distribution over the entire PBS structure—both horizontally and vertically to the rod axis. Furthermore, energy transfer was found to be relatively immune to the effects of distances or rotations, within the range of intermediate coupling distances. Therefore, we suggest that the PBS provides unique advantages and flexibility to aquatic photosynthesis.
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影响因子：
64.8
作者：
Ma, Jianfei;You, Xin;Sui, Sen-Fang
通讯作者：
Sui, Sen-Fang
DOI：
10.1073/pnas.0908989106
发表时间：
2009-10-13
影响因子：
11.1
作者：
Ishizaki, Akihito;Fleming, Graham R.
通讯作者：
Fleming, Graham R.
影响因子：
--
作者：
DEBRECZENY, MP;SAUER, K;BRYANT, DA
通讯作者：
BRYANT, DA
影响因子：
64.8
作者：
Dominguez-Martin, Maria Agustina;Sauer, Paul, V;Kerfeld, Cheryl A.
通讯作者：
Kerfeld, Cheryl A.
影响因子：
4.4
作者：
DEXTER, DL
通讯作者：
DEXTER, DL