光合作用电子传递链pH调控机制的计算机模拟与优化

来自俄罗斯的研究人员通过数学建模揭示了叶绿体类囊体膜中电子传递链(ETC)的pH调控机制。该研究基于团队前期开发的动力学模型，成功模拟了光系统1(PSI)反应中心、铁氧还蛋白、质体蓝素以及质体醌分子(PQA、PQB和PQ/PQH2池)的氧化还原过程，并重现了暗适应植物叶绿素a荧光诱导曲线。研究成果为理解卡尔文-本森循环和PSI环式电子传递的调控机制提供了重要理论依据。

　　

这项研究通过计算机模拟揭示了叶绿体类囊体膜中精妙的电子传递调控网络。科研人员运用动力学模型，生动描绘了光系统1(PSI)反应中心如同分子开关般的动态变化：铁氧还蛋白(Fd)和质体蓝素(Pc)在传递电子时翩翩起舞，而质体醌分子(PQ_A、PQ_B和庞大的PQ/PQH₂池)则像蓄水池般调节着电子流量。特别有趣的是，模型成功捕捉到了暗适应植物叶片中叶绿素a荧光那慢悠悠的"苏醒"过程，就像在记录光合器官从睡梦中逐渐清醒的生理状态。通过调节卡尔文-本森循环和PSI环式电子传递等关键参数，这些模拟曲线与实验数据完美共舞，揭示了pH值这个"隐形指挥家"如何通过非循环、循环和假循环电子传递途径，精细调控着整个光合作用电子交响乐团的演奏。