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Charge transfer through a cytochrome multiheme chain: Theory and simulation

Burggraf, Fabian und Koslowski, Thorsten (2014) Charge transfer through a cytochrome multiheme chain: Theory and simulation. Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics, 1837 (1), Seiten 186-192. Elsevier. doi: 10.1016/j.bbabio.2013.09.005. ISSN 0005-2728.

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Kurzfassung

We study sequential charge transfer within a chain of four heme cofactors located in the c-type cytochrome subunit of the photoreaction center of Rhodopseudomonas viridis from a theoretical perspective. Molecular dynamics simulations of the thermodynamic integration type are used to compute two key energies of Marcus' theory of charge transfer, the driving force ΔG and the reorganization energy λ. Due to the small exposure of the cofactors to the solvent and to charged amino acids, the outer sphere contribution to the reorganization energy almost vanishes. Interheme effective electronic couplings are estimated using ab initio wave functions and a well-parameterized semiempirical scheme for long-range interactions. From the resulting charge transfer rates, we conclude that at most the two heme molecules closest to themembrane participate in a fast recharging of the photoreaction center, whereas the remaining hemes are likely to have a different function, such as intermediate electron storage. Finally, we suggest means to verify or falsify this hypothesis.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/91890/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Charge transfer through a cytochrome multiheme chain: Theory and simulation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Burggraf, FabianDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koslowski, ThorstenInstitut für Physikalische Chemie 2, Albert-Ludwigs-Universität FreiburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2014
Erschienen in:Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:1837
DOI:10.1016/j.bbabio.2013.09.005
Seitenbereich:Seiten 186-192
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Biochimica et Biophysica Acta
ISSN:0005-2728
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ladungstransfer, Photosynthese, Marcus Theorie, Su-Schrieffer-Heeger Modell, Cytochrom c, Thermodynamische Integration, Häm,
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung und Nutzung (alt)
HGF - Programmthema:Brennstoffzelle (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Burggraf, Fabian
Hinterlegt am:19 Nov 2014 14:51
Letzte Änderung:15 Jun 2023 08:32

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