室温下紫色光合细菌LH2和LH3复合体中激子-热库哈密顿量的计算建模
捕光复合体2(LH2)是紫色细菌光合作用单元的核心组分,负责激子的捕获与传递。LH2的电子吸收谱线在800纳米和850纳米波段呈现两个主要特征峰。在弱光环境下,部分紫色细菌会以结构高度相似但光谱特征迥异的LH3变体替代LH2。两者吸收谱的核心差异在于:LH2的850纳米特征峰在LH3中位移至820纳米波段。虽然已有若干理论计算研究探讨这种差异的微观机制,但其分子层面的本质根源尚未明确。本研究通过LH2与LH3复合体的系统计算分析,旨在阐明两者分子层面的特征差异,并构建具有统一形式的简易激子-浴模型。全原子分子动力学模拟揭示了两种复合体中细菌叶绿素(BChls)的分子结构差异,重点关注氢键网络构型与乙酰基扭转角的变化。基于动力学模拟采样结构的含时密度泛函理论计算表明,观测到的氢键与扭转角差异尚不足以完全解释LH3的实验光谱位移现象。研究进一步讨论了可能解释LH3实际光谱位移的潜在因素,并通过实验谱线拟合评估了各因素的影响强度。
量科快讯
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