Energieübertragung in LHCII-Monomeren bei 77K untersucht durch sub-pikosekundliche transiente Absorptionsspektroskopie

Die Energieübertragung von Chlorophyll b (Chl b) zu Chlorophyll a (Chl a) in monomeren Zubereitungen des Pflanzenlichtsammlers II (LHCII) aus Spinat wurde bei 77 K mithilfe von Pump-Probe-Experimenten untersucht. Sub-pikosekundliche Anregungspulse, die auf 650 nm zentriert sind, wurden verwendet, um bevorzugt Chl b zu erregen, und die Differenzabsorption-Spektren wurden von 630 bis 700 nm detektiert. Es wurden zwei unterschiedliche Übertragungszeiten von Chl b zu Chl a festgestellt, ungefähr 200 fs und 3 ps. Ein deutlich unterscheidbarer Energieübertragungsprozess zwischen Chl a-Molekülen trat mit einer Zeitkonstante von 18 ps auf. Die Daten der LHCII-Monomeren werden mit zuvor erhaltenen LHCII-Trimerdaten verglichen, und beide Datensätze werden gleichzeitig mittels einer globalen Analyseanpassungsroutine angepasst. Beide Sätze konnten mit den folgenden Zeitkonstanten beschrieben werden: 140 fs, 600 fs, 8 ps, 20 ps und 2.9 ns. In sowohl Monomeren als auch Trimeren ist 50% der Chl b zu Chl a Übertragung ultrafast (<200 fs). Allerdings erfolgt diese Übertragung bei Monomeren zu Chl a-Molekülen, die signifikant mehr in Richtung kürzerer Wellenlängen absorbieren als bei Trimeren. Ein Teil der Übertragung von Chl b zu Chl a, die mit einer Zeitkonstante von 600 fs in Trimeren auftritt, wird in Monomeren auf mehrere Pikosekunden verlangsamt. Es wird jedoch argumentiert, dass die beobachteten Unterschiede zwischen Monomeren und Trimeren auf den Verlust von einigen Chl a beim Monomerisieren oder eine Verschiebung des Absorptionsmaximums von einem oder mehreren Chl a-Molekülen zurückgeführt werden sollten. Es wird concluded, dass die Chl b zu Chl a Übertragung nur innerhalb der monomeren Untereinheiten der Trimere und nicht zwischen verschiedenen Untereinheiten erfolgt.