Кукушкин А.К., Кузнецова С.А.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет, 119899, Москва, Воробьёвы Горы, Россия
К настоящему времени достигнут существенный прогресс в исследованиях фотосинтеза: в основном выяснены химическая структура и пространственная организация фотосинтетического аппарата, а также временная последовательность реакций от поглощения квантов света до фиксации диоксида углерода. Однако, принципы и детали регуляции фотосинтеза далеко не выяснены. Экспериментально обнаружены и интенсивно исследуются связи, регулирующие эффективность первичных процессов фотосинтеза и цикла Кальвина. Однако, к сожалению, не существует достаточно строгого количественного описания этих процессов. В нашей работе на основе развитых ранее теоретических моделей [1], включающих поглощение света, разделение зарядов, линейный и циклический электронный транспорт, фотофосфорилирование, цикл Кальвина, фотодыхание и фосфатный транслокатор [2], исследуется регуляция таких процессов как затухающие колебания флуоресценции, концентрации NADPH2, ATP и интермедиатов цикла Кальвина [3], влияние на колебания альтернативных путей электронного транспорта (циклических потоков вокруг фотосистем 1 и 2), концентрации неорганического фосфата в клетке, осуществляемое через фосфатный транслокатор, и воздействия внешних условий, в которых находится фотосинтетическая система.
В нашей работе с помощью численных методов нелинейной динамики и квантовой
химии мы исследовали ключевую роль в процессах адаптации таких факторов
как соотношение NADPH2 и ATP, концентрации неорганического фосфата,
а также электронных свойств пластохинонов в разных редокс состояниях. Таким
образом, наша работа показывает новые возможности теоретических подходов
к выяснению механизмов регуляции эффективности фотосинтетических процессов
в растительной клетке.