Trasferimento dell'energia di eccitazione fra i complessi pigmenti-proteine dell'antenna del fotosistema II.
Progetto Questo progetto rappresenta la continuazione di quello presentato l'anno precedente.
Lo scopo del progetto è di studiare il trasferimento dell'energia di eccitazione fra i complessi dell'antenna del fotosistema II. Nell'ultimo decennio l'analisi dei processi di trasferimento di energia all'interno dei singoli complessi che compongono l'antenna del fotosistema II ha fatto molti progressi. D'altro canto nulla si sa sui processi di trasferimento fra i complessi, processo essenziale per il passaggio dell'energia dall'antenna al centro di reazione. L'equilibrazione termica degli stati eccitati all'interno dei singoli complessi antenna è molto veloce rispetto al tempo di vita degli stati eccitati stessi. Questo significa che l'energia di eccitazione "si concentra" nelle forme spettrali di più bassa energia, che sono anche quelle con i dipoli di transizione più "nel piano" dei complessi e quindi, presumibilmente, anche "nel piano" della membrana biologica "in vivo". Sembra quindi ragionevole suggerire una funzione delle forme di bassa energia nel trasferimento di energia fra i diversi complessi.
Nel presente progetto ci si propone di analizzare un eventuale ruolo delle forme di clorofilla di più bassa energia nel trasferimento di energia fra i complessi antenna. Verrà usato come complesso modello il CP29, che presenta una maggiore semplicità spettroscopica degli altri complessi associata al numero relativamente basso di clorofilla legate.
Nella prima fase del lavoro sono state ottenute le apoproteine ricombinanti del CP29 selvatico e di tre mutanti nei siti che legano le clorofille di bassa energia e i complessi pigmenti-proteine sono stati ricostituiti "in vitro" con successo ed è stata iniziata la determinazione delle caratteristiche spettroscopiche di queste clorofille "mutate" (A2, A3, B3), nell'intervallo di temperatura fra 70-300K.
Nello svolgimento di questo progetto si completeranno le misure di cui sopra, al fine di determinare le proprietà di tali clorofille nel processo di trasferimento dell'eccitazione ad altre clorofille di diversa energia, informazioni essenziali per comprendere l'eventuale ruolo delle clorofille di bassa energia come "ponti" che favoriscono il trasferimento dell'energia fra i complessi. In particolare s'intende calcolare gli integrali di sovrapposizione fra le bande di assorbimento e di fluorescenza , allargate termicamente, di coppie di accettori/donatori.
In una fase successiva del lavoro si studierà direttamente il trasferimento di energia fra i complessi mutagenizzati del CP29 ed il "core", contenente il centro di reazione del fotosistema II. I diversi complessi CP29 verranno ricostituiti "in vitro" col "core" e ne sarà determinato l'accoppiamento energetico tramite misure della fluorescenza sia allo stato stazionario sia risolte in tempo (picosecondi) con eccitazione selettiva del CP29.