Abstract

Background: Reactions of the natural objects to external influences can be analyzed using balance equations. If such reactions have a multi-exponential character, they can be represented as a sum of exponent components. Such kind of reaction is due both to the influence of hidden parameters, and the influence of the reaction itself on the structure of the object. The problem is that it is often not possible to determine empirically the values of the constants of the velocities of the balance equation, their relation with the parameters of the exponential components of the reaction, the kinetics of the population of the substates of the object. Objectives: The aim of the work is to develop a method of detailed analysis of the reaction of the object to external influence, which allows to determine the kinetics of the population of possible substates of the object by constructing a system of differential equations with constant coefficients. Materials and methods: Isolated reaction centers (RC) of Rhodobacter sphaeroides bacteria, the structure of which is well known, were used as an object. Behavior of the RC under photo-excitation was analyzed by constructing a system of differential equations with constant coefficients. The experimental kinetics of the cyclic electron transfer of the RC was approximated by the sum of three exponential functions. The parameters of these functions were used to determine the balance rate constants solving an optimization problem by a gradient method. The task was to study the RC using the method of constructing the system of differential equations and the method of two expositions. Results: A computer procedure was developed to determine the values of the speed constants of four balance equations, to analyze the kinetics of the population of the bases of the RC using the parameters of three exponential functions of the kinetics of electron transfer. Experimental and calculated kinetics of the donor population after photoexcitation of the RC are in a good agreement. The results of the two methods are correlated. They show that in the process of photo-excitation the maxima of populations of RC states correspond to a range of 3–140 s after the turning on (turning off) the light. Conclusion: RC corresponds to the system of four electron-conformational states. The features of the kinetics of population of the bases of the RC characterize the spatial-temporal characteristics of the RC.

Highlights

  • Reactions of the natural objects to external influences can be analyzed using balance equations

  • The aim of the work is to develop a method of detailed analysis of the reaction of the object to external influence, which allows to determine the kinetics of the population of possible substates of the object by constructing a system of differential equations with constant coefficients

  • Behavior of the reaction centers (RC) under photo-excitation was analyzed by constructing a system of differential equations with constant coefficients

Read more

Summary

НА ОСНОВІ СИСТЕМИ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНИХ РІВНЯНЬ

Що часто не вдається емпірично визначити значення констант швидкостей рівнянь балансу, їх зв'язок з параметрами експоненціальних складових реакції, кінетику заселеності підстанів об’єкта. Метою роботи є розробка методики детального аналізу реакції об’єкта на зовнішній вплив, яка дозволяє визначити кінетику заселеності можливих підстанів об’єкта за допомогою побудови системи диференціальних рівнянь з постійними коефіцієнтами. При фотозбудженні РЦ їх поведінка аналізується шляхом побудови системи диференціальних рівнянь з постійними коефіцієнтами. Параметри цих функцій використовували для визначення констант швидкостей рівнянь балансу при розв’язанні оптимізаційної задачі градієнтним методом. Задача роботи полягала у дослідженні РЦ за допомогою методу побудови системи диференціальних рівнянь та методу двох експозицій. Розроблено комп’ютерну процедуру, яка дозволяє використовувати параметри трьох експоненціальних функцій кінетики переносу електрона для визначення значень констант швидкості чотирьох балансних рівнянь, аналізу кінетики заселеності підстанів РЦ. COMPUTER METHOD TO ANALYZE STRUCTURAL-DYNAMIC PROPERTIES OF RHODOBACTER SPHAEROIDES REACTION CENTERS BASED ON SYSTEM OF

Background
ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СИСТЕМИ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНИХ РІВНЯНЬ
Окислення донора
РЦ дорівнюють значенням заселеностей
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call