Rozdział ładunku w fotosystemie I. Badania z użyciem metod ultraszybkiej spektroskopii optycznej - Giera, Wojciech (My University, 2011)
Fotosystem I (PSI) to duży białkowo-barwnikowy kompleks wbudowany w błonę tylakoidową, który wykorzystuje energię świetlną do napędzania transbłonowego transportu elektronu. Celem pracy doktorskiej były: (1) weryfikacja istniejących modeli rozdziału ładunku w fotosystemie I, (2) sprawdzenie czy rozdział ładunku jest inicjowany w obu gałęziach przenośników elektronu fotosystemu I czy tylko w jednej z nich, (3) zaproponowanie konkretnego mechanizmu wygaszania wzbudzenia przez zamknięte centra reakcji. Narzędziem badawczym wybranym do rozwiązania wymienionych problemów była ultraszybka spektroskopia optyczna a materiałem badanym – wyizolowane z zielonego glonu Chlamydomonas reinhardtii kompleksy rdzenia fotosystemu I dzikiego szczepu (WT) oraz mutantów punktowych ligandu pierwotnego akceptora elektronu A0. Wyniki przeprowadzonych badań sugerują, że (1) obie gałęzie przenośników elektronu są w jednakowym stopniu zaangażowane w transport elektronu (2) do rozdziału ładunku dochodzi zarówno w otwartych jak i zamkniętych centrach reakcji, (3) rozdział ładunku jest procesem odwracalnym, (4) pierwotnym donorem elektronu jest chlorofil pomocniczy A, a nie jak wcześniej sądzono P700 (5) prawdopodobny mechanizm wygaszania wzbudzenia przez zamknięte centra reakcji polega na rozdziale ładunku, po którym następuje szybka rekombinacja do stanu podstawowego.

Photosystem I (PSI) is a large protein-pigment complex embedded in the thylakoid membrane. This complex uses light energy to drive transmembrane electron transfer. The main goals of the presented doctoral thesis were: (1) to verify the existing models of charge separation in photosystem I, (2) to check whether the electron transfer is initiated in one or both electron transfer branches, (3) to reveal the mechanism of antenna excitation quenching by closed RC. The experimental method chosen to solve these problems was the ultrafast optical spectroscopy. The investigated material were complexes of PSI core isolated from green algae Chlamydomonas reinhardtii: wild type (WT) and single site mutants of the axial ligand to the primary electron acceptor A0. The results of experiments suggest that (1) both branches of electron transfer cofactors are equally engaged in electron transfer, (2) the primary charge separation occurs both in open and closed reaction centers, (3) the primary charge separation is a reversible process, (4) the primary electron donor is the accessory chlorophyll A, and not P700 as it was believed earlier (5) the probable mechanism of the excitation quenching in closed RC is primary charge separation followed by fast recombination to the ground state.
Charge separation in photosystem I. Studies by using methods of ultrafast optical spectroscopy
Wydział Fizyki
Keywords: Fotosystem I; Photosystem I; Rozdział ładunku; Charge separation; Transport elektronu; Electron transfer; Chlamydomonas reinhardtii; Ultraszybka spektroskopia optyczna; Ultrafast optical spectroscopy