• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

基于结构的光合作用 II 反应中心 CP43 天线线性光学光谱的模拟。

Structure-based simulation of linear optical spectra of the CP43 core antenna of photosystem II.

机构信息

Institut für Theoretische Physik, Johannes Kepler Universität Linz, Altenberger Str. 69, 4040, Linz, Austria.

出版信息

Photosynth Res. 2012 Mar;111(1-2):87-101. doi: 10.1007/s11120-011-9675-8. Epub 2011 Aug 2.

DOI:10.1007/s11120-011-9675-8
PMID:21809112
Abstract

The linear optical spectra (absorbance, linear dichroism, circular dichroism, fluorescence) of the CP43 (PsbC) antenna of the photosystem II core complex (PSIIcc) pertaining to the S(0) → S(1) (Q(Y)) transitions of the chlorophyll (Chl) a pigments are simulated by applying a combined quantum chemical/electrostatic method to obtain excitonic couplings and local transition energies (site energies) on the basis of the 2.9 Å resolution crystal structure (Guskov et al., Nat Struct Mol Biol 16:334-342, 2009). The electrostatic calculations identify three Chls with low site energies (Chls 35, 37, and 45 in the nomenclature of Loll et al. (Nature 438:1040-1044, 2005). A refined simulation of experimental spectra of isolated CP43 suggests a modified set of site energies within 143 cm(-1) of the directly calculated values (root mean square deviation: 80 cm(-1)). In the refined set, energy sinks are at Chls 37, 43, and 45 in agreement with earlier fitting results (Raszewski and Renger, J Am Chem Soc 130:4431-4446, 2008). The present structure-based simulations reveal that a large part of the redshift of Chl 37 is due to a digalactosyldiacylglycerol lipid. This finding suggests a new role for lipids in PSIIcc, namely the tuning of optical spectra and the creation of an excitation energy funnel towards the reaction center. The analysis of electrostatic pigment-protein interactions is used to identify amino acid residues that are of potential interest for an experimental approach to an assignment of site energies and energy sinks by site-directed mutagenesis.

摘要

应用量子化学/静电组合方法,根据 2.9Å 分辨率的晶体结构(Guskov 等人,Nat Struct Mol Biol 16:334-342,2009),模拟了 PSIIcc 中 CP43(PsbC)天线的线性光学光谱(吸光度、线二色性、圆二色性、荧光),以获得叶绿素(Chl)a 色素的 Q(Y))跃迁的 S(0)→S(1)(CP43(PsbC)天线的线性光学光谱(吸光度、线二色性、圆二色性、荧光))的激子耦合和局部跃迁能(局域能)。静电计算确定了三个局域能较低的 Chls(Loll 等人命名法中的 Chls 35、37 和 45)(Nature 438:1040-1044,2005)。对分离 CP43 的实验光谱的精细模拟表明,在直接计算值的 143cm(-1) 范围内,局域能有一个改进的集合(均方根偏差:80cm(-1))。在改进的集合中,能量汇位于 Chls 37、43 和 45,与早期的拟合结果一致(Raszewski 和 Renger,J Am Chem Soc 130:4431-4446,2008)。基于结构的模拟表明,Chl 37 的红移很大一部分归因于二半乳糖基二酰基甘油脂质。这一发现表明,脂质在 PSIIcc 中具有新的作用,即调节光学光谱并为反应中心创建激发能量漏斗。静电色素-蛋白相互作用的分析用于识别氨基酸残基,这些残基可能对通过定点突变进行局域能和能量汇的实验分配具有潜在的兴趣。

相似文献

1
Structure-based simulation of linear optical spectra of the CP43 core antenna of photosystem II.基于结构的光合作用 II 反应中心 CP43 天线线性光学光谱的模拟。
Photosynth Res. 2012 Mar;111(1-2):87-101. doi: 10.1007/s11120-011-9675-8. Epub 2011 Aug 2.
2
The quest for energy traps in the CP43 antenna of photosystem II.对光系统II的CP43天线中能量陷阱的探索。
J Photochem Photobiol B. 2015 Nov;152(Pt B):286-300. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2015.05.023. Epub 2015 May 29.
3
Lowest electronic states of the CP47 antenna protein complex of photosystem II: simulation of optical spectra and revised structural assignments.PSII 捕光复合物 CP47 天线蛋白的最低电子态:光谱模拟和结构修正。
J Phys Chem B. 2010 Sep 16;114(36):11884-98. doi: 10.1021/jp103995h.
4
Low-energy chlorophyll states in the CP43 antenna protein complex: simulation of various optical spectra. II.CP43天线蛋白复合物中的低能叶绿素态:各种光谱的模拟。II
J Phys Chem B. 2008 Aug 14;112(32):9934-47. doi: 10.1021/jp8013749. Epub 2008 Jul 22.
5
Towards a structure-based exciton Hamiltonian for the CP29 antenna of photosystem II.构建用于光系统II中CP29天线的基于结构的激子哈密顿量。
Phys Chem Chem Phys. 2014 Jun 28;16(24):11848-63. doi: 10.1039/c3cp55166k.
6
Photosystem II does not possess a simple excitation energy funnel: time-resolved fluorescence spectroscopy meets theory.光系统 II 并不具有简单的激发能传递途径:时间分辨荧光光谱学与理论的契合。
J Am Chem Soc. 2013 May 8;135(18):6903-14. doi: 10.1021/ja312586p. Epub 2013 Apr 24.
7
Spectroscopic properties of reaction center pigments in photosystem II core complexes: revision of the multimer model.光系统II核心复合物中反应中心色素的光谱特性:多聚体模型的修订
Biophys J. 2008 Jul;95(1):105-19. doi: 10.1529/biophysj.107.123935. Epub 2008 Mar 13.
8
How the molecular structure determines the flow of excitation energy in plant light-harvesting complex II.分子结构如何决定植物光捕获复合物 II 中激发能的流动。
J Plant Physiol. 2011 Aug 15;168(12):1497-509. doi: 10.1016/j.jplph.2011.01.004. Epub 2011 Feb 16.
9
Circularly polarized luminescence spectroscopy reveals low-energy excited states and dynamic localization of vibronic transitions in CP43.圆偏振发光光谱揭示了CP43中的低能激发态和振动电子跃迁的动态局域化。
Biochim Biophys Acta. 2016 Jan;1857(1):115-128. doi: 10.1016/j.bbabio.2015.09.012. Epub 2015 Oct 9.
10
Structure-based identification of energy sinks in plant light-harvesting complex II.基于结构的植物光捕获复合物 II 能量耗散中心的鉴定。
J Phys Chem B. 2010 Oct 28;114(42):13517-35. doi: 10.1021/jp106323e.

引用本文的文献

1
Simulations of Excitonic Couplings in Spinach Light-Harvesting Complex II Using a More Realistic Model in the Presence of Photosystem II Core.在光系统II核心存在的情况下,使用更真实的模型对菠菜光捕获复合物II中的激子耦合进行模拟。
ACS Omega. 2025 Jun 9;10(24):25322-25335. doi: 10.1021/acsomega.4c11543. eCollection 2025 Jun 24.
2
Entropy is an important design principle in the photosystem II supercomplex.熵是光系统II超复合体中的一个重要设计原则。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2025 Mar 25;122(12):e2426331122. doi: 10.1073/pnas.2426331122. Epub 2025 Mar 19.
3
Excitation landscape of the CP43 photosynthetic antenna complex from multiscale simulations.

本文引用的文献

1
The Eighth Bacteriochlorophyll Completes the Excitation Energy Funnel in the FMO Protein.第八个细菌叶绿素完成了FMO蛋白中的激发能漏斗。
J Phys Chem Lett. 2011 Jan 20;2(2):93-8. doi: 10.1021/jz101541b. Epub 2010 Dec 23.
2
All-atom empirical potential for molecular modeling and dynamics studies of proteins.蛋白质分子建模和动力学研究的全原子经验势。
J Phys Chem B. 1998 Apr 30;102(18):3586-616. doi: 10.1021/jp973084f.
3
The structure and function of CPa-1 and CPa-2 in Photosystem II.CPa-1 和 CPa-2 在光系统 II 中的结构与功能。
基于多尺度模拟的CP43光合天线复合体的激发态势
Chem Sci. 2024 Apr 9;15(19):7269-7284. doi: 10.1039/d3sc06714a. eCollection 2024 May 15.
4
Protein Effects on the Excitation Energies and Exciton Dynamics of the CP24 Antenna Complex.蛋白质对 CP24 天线复合物激发能和激子动力学的影响。
J Phys Chem B. 2024 May 30;128(21):5201-5217. doi: 10.1021/acs.jpcb.4c01637. Epub 2024 May 16.
5
Quantum mechanical analysis of excitation energy transfer couplings in photosystem II.量子力学分析光合作用系统 II 中激发能量转移耦合。
Biophys J. 2023 Feb 7;122(3):470-483. doi: 10.1016/j.bpj.2023.01.002. Epub 2023 Jan 5.
6
Towards a quantitative description of excitonic couplings in photosynthetic pigment-protein complexes: quantum chemistry driven multiscale approaches.对光合色素-蛋白复合物中激子耦合的定量描述:量子化学驱动的多尺度方法。
Phys Chem Chem Phys. 2022 Feb 23;24(8):5014-5038. doi: 10.1039/d1cp03566e.
7
Absence of far-red emission band in aggregated core antenna complexes.聚集态核心天线复合物中缺乏远红发射带。
Biophys J. 2021 May 4;120(9):1680-1691. doi: 10.1016/j.bpj.2021.02.037. Epub 2021 Mar 4.
8
Structural basis of light-harvesting in the photosystem II core complex.光合作用系统 II 核心复合物的光捕获结构基础。
Protein Sci. 2020 May;29(5):1090-1119. doi: 10.1002/pro.3841. Epub 2020 Feb 24.
9
Chimera: enabling hierarchy based multi-objective optimization for self-driving laboratories.奇美拉:为自动驾驶实验室实现基于层次结构的多目标优化。
Chem Sci. 2018 Aug 28;9(39):7642-7655. doi: 10.1039/c8sc02239a. eCollection 2018 Oct 21.
10
Efficiency of energy funneling in the photosystem II supercomplex of higher plants.高等植物光系统II超复合物中能量汇聚的效率
Chem Sci. 2016 Jul 1;7(7):4174-4183. doi: 10.1039/c5sc04296h. Epub 2016 Feb 29.
Photosynth Res. 1990 Apr;24(1):1-13. doi: 10.1007/BF00032639.
4
Crystal structure of oxygen-evolving photosystem II at a resolution of 1.9 Å.氧气产生光合作用 II 系统在 1.9 Å 分辨率下的晶体结构。
Nature. 2011 May 5;473(7345):55-60. doi: 10.1038/nature09913. Epub 2011 Apr 17.
5
How the molecular structure determines the flow of excitation energy in plant light-harvesting complex II.分子结构如何决定植物光捕获复合物 II 中激发能的流动。
J Plant Physiol. 2011 Aug 15;168(12):1497-509. doi: 10.1016/j.jplph.2011.01.004. Epub 2011 Feb 16.
6
Structure-based identification of energy sinks in plant light-harvesting complex II.基于结构的植物光捕获复合物 II 能量耗散中心的鉴定。
J Phys Chem B. 2010 Oct 28;114(42):13517-35. doi: 10.1021/jp106323e.
7
Energy transfer processes in the isolated core antenna complexes CP43 and CP47 of photosystem II.光系统II的分离核心天线复合物CP43和CP47中的能量转移过程。
Biochim Biophys Acta. 2010 Sep;1797(9):1606-16. doi: 10.1016/j.bbabio.2010.05.008. Epub 2010 May 19.
8
Primary photophysical processes in photosystem II: bridging the gap between crystal structure and optical spectra.光合作用系统 II 中的主要光物理过程:连接晶体结构与光学光谱之间的桥梁。
Chemphyschem. 2010 Apr 26;11(6):1141-53. doi: 10.1002/cphc.200900932.
9
Recent progress in the crystallographic studies of photosystem II.光系统 II 的晶体学研究进展。
Chemphyschem. 2010 Apr 26;11(6):1160-71. doi: 10.1002/cphc.200900901.
10
Structure-based calculations of optical spectra of photosystem I suggest an asymmetric light-harvesting process.基于结构的光合作用 I 光系统的光谱计算表明存在不对称的光捕获过程。
J Am Chem Soc. 2010 Mar 17;132(10):3331-43. doi: 10.1021/ja9072222.