Новости химической науки > Синтезирована молекула, способная к самоконтролю

Растения связаны со светом двойственными отношениями. Свет необходим им для жизнедеятельности, однако избыток света может привести к увеличению концентрации высокоэнергетичных частиц, способных повредить растению.

Для того чтобы защитить себя от лишнего переосвещения, растения используют процесс нефотохимического гашения [non-photochemical quenching (NPQ)]. Благодаря этому процессу избыток энергии светового возбуждения отводится в виде тепловой энергии и не участвует в генерации интермедиатов.

Молекула, синтезированная исследователями из Университета Аризоны (рисунок из Nature Nanotechnology, 2008, 3, 280

Чтобы понять, как протекает этот процесс, Томас Мур (Thomas Moore) и Анна Мур (Ana Moore), из Университета Аризоны разработали молекулу, поведение которой копирует работу молекул в живых системах.

Молекула, разработанная исследователями из Аризоны, работает подобно биологическим системам в том, что она конвертирует поглощенный свет в электрохимическую энергию и уменьшает эффективность конверсии по мере увеличения интенсивности света. Молекула состоит из двух светособирающих антенн – электронодонорный порфирин, фуллереновый акцептор, а также «системы контроля», отвечающей за обратимую фотоизомеризацию дигидроиндолизина [dihydroindolizine (DHI)] в бетаиновую структуру[betaine (BT)].

При освещении раствора молекулы белым светом свет поглощается порфириновой или фуллереновой антенной и преобразуется в электрохимическую энергию. При увеличении интенсивности облучения фрагменты DHI изомеризуются в BT, способствующие оттягивании энергии светового возбуждения с порфирина и конвертировании ее в тепловую, что позволяет избежать накопления избыточного электрохимического потенциала. По мере увеличения яркости света все больше молекул переключаются в нефункциональную форму, что приводит к уменьшению эффективности конверсии света. Таким образом, молекула адаптируется к окружающей среде, ее «поведение» меняется в зависимости от интенсивности света.

Источник: Nature Nanotechnology, 2008, 3, 280; doi:10.1038/nnano.2008.97

метки статьи: #биохимия, #органическая химия, #физическая химия