紫色光合细菌Thermochromatium Tepidum捕光天线复合物2的激发态动力学.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JulyActaPhys.·Chim.Sin.,2010,26(7):2021—20302021[Article】www.whxb.pku.edu.cn紫色光合细菌ThermochromatiumTepidum捕光天线复合物2的激发态动力学杨帆1,2于龙江。王鹏艾希成王征宇张建平,(集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林大学电子科学与工程学院,长春130012;中国人民大学化学系,北京100872;。茨城大学理学部,水户市文京2-1—1310—8512,13本)摘要:Thermoc

2、hromatium(Tch.)tepidum是一种中等嗜热的紫色光合细菌,最佳生长温度为48—50℃;其捕光天线复合物2(LH2)含有非均一性脱辅基蛋白和类胡萝卜素(car),且高分辨率晶体结构未知.我们通过超快光谱研究了分别采用去垢剂,z—dodecyl-fl—D—maltoside(DDM)和lauryldimethylamineoxide(LDAO)制备的LH2的激发态动力学,观测到由细菌叶绿素(BCh1)的态介导的B800一to—B850单重态能量传递过程(时间尺度一1.2ps,用DDM制备的LH2),以及由类胡萝卜素态介导的Car

3、—to—Car和Car—to—BChl单重态能量传递过程(~100fs).结果表明C=C共轭双键数目(Ⅳ)为11和l2的两类Car共处于同一LH2复合物中;相对于源自其它菌种、构成组分相对简单的LH2,Tch.tepidum的LH2中B800一B850的相对取向有较大差异.本工作发现LH2中低含量类胡萝卜素组分anhydrorhodovibrin(^C=12)起着高效“能量陷阱”的作用,可能是一种重要的光保护机制;基于类胡萝卜素的超快谱带位移现象提出(OH一)spirilloxanthin(^7C=13)距BCh1分子可能比其它类胡萝卜素更

4、近.这些研究结果有助于进一步理解苛刻自然条件下生长的Tch.tepidum的捕光和光保护机制.关键词:超快光谱;光合作用;捕光天线复合物2;激发态能量传递中图分类号:0642ExcitationDynamicsoftheLight-HarvestingComplex2fromTherrnochromatiumTepidumYANGFan’YULong—Jiang。WANGPeng。AIXi-ChengWANGZheng—Yu。ZHANGJian—Ping。(StateKeyLaboratoryonIntegratedOptoelectron

5、ics,CollegeofElectronicScienceandEngineering,JilinUniversity,Changchun130012,P.R.China;2DepartmentofChemistry,RenminUniversityofChinaBeijing1000872P.R.China。FacultyofScience,IbarakiUniversity,Mito310—8512,Japan)Abstract:PurplephotosyntheticbacteriumThermochromatium(7.)tepi

6、dumiSamoderatethermophilegrowinginanoptimaltemperaturerangeof48—50℃.Itslight-harvestingcomplex2(LH2)possessesheterogeneouscompositionsofapoproteinandcarotenoid(Car),butthehigh—resolutioncrystallographicstructureremainsunknown.Wehaveattemptedanultrafasttime—resolvedspectros

7、copicstudyoftheisolatedLH2complexfromTch.tepidum.Thespectraldynamicsandpopulationkineticsofn—dodecyl一一D—moltoside(DDM)andlauryldimethylamineoxide(LDAO)preparationsofLH2reveale所cient一statemediatedCar—to—CarandCar—to—bacteriochlorophyllfBCh1)singletexcitationenergytransfer(E

8、ET)occurringinatimescaleofMOOfs,aswellastheOr-statemediatedB800一to—B850singletEETfortheDD

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