Geri Dön

Exiton simulations of the optical properties of several photosynthetic light-harvesting complexes

Çeşitli fotosentetik ışık derleyici komplekslerin optik özelliklerinin eksiton simülasyonları

  1. Tez No: 153302
  2. Yazar: ERKUT İNAN İŞERİ
  3. Danışmanlar: PROF.DR. DEMET GÜLEN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Soğurma, bakteriklorofil, klorofil, CP29, elektronik uyarılmış durum, enerji transferi, eksiton model, FMO, Förster mekanizması, LHCII, ışık derleyici kompleks, fotosentez. VII, Absorption, bacteriochlorophyll, chlorophyll, CP29, electronic excited state, energy transfer, exciton model, FMO, Förster mechanism, LHCII, light- harvesting complex, photosynthesis
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

oz çeşitli fotosentetik işik-derleyici komplekslerin optik özelliklerinin eksiton simulasyonları İşeri, Erkut İnan Doktora, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Demet Gülen Haziran 2004, 137 sayfa Bu tezde sunulan çalışmanın amacı, yeşil bitkilerin Klorofil Protein 29'u (CP29) ile Işık Derleyici Sistem Il'sini (LHCH) ve de yeşil kükürt bakteri Chlorobium tepidum,\m Fenna-Matthews-Olson (FMO) komplesini içeren çeşitli fotosentetik Işık-Derleyici Sistemlerin yapısı ile fonksiyonu arasindaki ilişkiyi incelemektir. Bu, çalışılan LHC'lerin optik özelliklerini ve enerji transfer süreçlerini belirlemek için eksiton model ve Förster transfer mekanizması temelinde nümerik simulasyonlar yapmakta kullanılan bir dizi prosedür geliştirilerek yapıldı. Eksiton hesaplarına dayalı olarak, CP29 ve LHCIFnin elektronik uyarılmış durumları (EES) için, yapı tayininden, mutasyon analizinden ve spektroskopiden elde edilen güncel bilgilerin büyük bir kısmı dahil edilerek model önerildi. Uyarılmış durumları karakterize etmek için gerekli olan parametreler, Qy dipol moment yönelimleri ve klorofil öz soğurma enerjileri, CP29 ve LHCIFnin doğrusal (polarize) soğurma spektrumlannm anahtar özellikleri ile enerji transfer visüreçlerinin zaman skalalannı açıklayan model önerilerek belirlendi. Klorofil çiftleri arasındaki enerji transfer süreçleri Förster mekanizması ile modellendi. Spektroskopi ve spektral simulayonu arasmda bağlantı kurularak, sistemin yapısı hakkında bilgi sunulabileceği fikri CP29 ve LHCII için sunulan sonuçlar tararından desteklendi. FMO kompleksinin 4 K'de yapılmış yeni spektroskopik ölçümleri (soğurma, doğrusal dikroizm (LD) ve dairesel dikroizm) sunuldu ve de simulasyon ile deney spektrumlanmn şeklinin yanısıra boyututunun da karşılaştınlmasma olanak sağlamak için LD spektrumu örneğin yönelimler derecesi için düzeltildi. FMO kompleksinin EES yapısı, ölçülen optik spektrumlarımn önceki modelere göre daha gerçekçi bir model kullanılarak yapılan simulasyonu ile çalışıldı. Simulasyonlar eksiton modele dayalı, homojen, homojen olmayan ve ömre bağlı genişlemeleri ayrı ayrı içeren bilgisayar programıyla yapıldı. Önerilen EES modeli başka bir yeşil bakteri olan Prosthecochloris aestuariVvm FMO kompleksi için daha önce önerilen modelle karşılaştırıldı ve önerilen modeller çerçevesinde iki kompleks arasmda gözlemlenen spektral ve yapısal farklılıkların bir kısmı ilişkilendirildi.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT EXCITON SIMULATIONS OF THE OPTICAL PROPERTIES OF SEVERAL PHOTOSYNTHET1C LIGHT-HARVESTING COMPLEXES İşeri, Erkut Inan Ph. D., Department of Physics Supervisor: Prof. Dr. Demet Gülen June 2004, 137 pages The work presented in this thesis was aimed to investigate the structure- function relationship of several photosynthetic Light-Harvesting Complexes (LHCs) including Chlorophyll Protein 29 (CP29) and Light-Harvesting Complex II (LHCII) of green plants, and Fenna-Matthews-Olson (FMO) complex of green sulfur bacterium CMorobium tepidum. This was accomplished by developing a set of procedures based on the exciton model and Förster transfer mechanism which have been employed to carry out numerical simulations to determine the optical characteristics and the energy transfer processes of the studied LHCs. Based on the exciton calculations, a model was proposed to the electronic excited states (EES) of both CP29 and LHCII complexes by incorporating a considerable part of the current information offered by structure determination, mutagenesis analysis and spectroscopy in the modeling. The essential parameters for characterizing the excited states, Qy dipole orientations and site energies were ivassigned by suggesting a model that can explain both the key features of the linear (polarized) absorption spectra and the time scales of the energy transfer processes in CP29 and LHCIL Energy transfer rate between a pair of Chlorophylls has been modeled by the Förster mechanism. The idea of offering structural information through setting connection between the spectroscopy and the spectral simulations were supported by the presented results on CP29 and LHCIL New spectroscopic measurements (absorption, linear dichroism (LD) and circular dichroism), carried out at 4 K on the FMO complex were presented, and also the LD spectrum was corrected for the degree of orientation of the sample, in order to provide comparison of not only the shape but also the size of the simulated and experimental spectra. The EES structure of the FMO complex was studied by simulating the measured optical spectra with more realistic model than the previously applied models. Simulations have been carried out with a computer program based on exciton model, which includes inhomogeneous, homogeneous and lifetime broadenings explicitly. The suggested EES model was compared with a previous model for the FMO complex from another green sulfur bacterium known as Prosthecochloris aestuarii and some of the observed spectral and structural differences between the two species were related in the frame of suggested models.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    861061

    Solution-processed thin film deposition and characterization of multinarychalcogenides: Towards highly efficient Cu2BaSn(S,Se)4 solar devices

    Solüsyon yöntemiyle sentezlenmiş çok elementli kalkojenitlerin ince film kaplama ve karakterizasyonu: Yüksek verimli Cu2BaSn(S,Se)4 bazlı güneş soğuran cihazlara doğru

    BETÜL TEYMUR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    EnerjiDuke University

    Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DAVİD B.MİTZİ

  2. Tez No

    855845

    Strong and weak light-matter interactions in plasmonic and optical cavities

    Plazmonik ve optik kavitelerde güçlü ve zayıf ışık madde etkileşimleri

    NAHİT POLAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SİNAN BALCI

  3. Tez No

    313535

    Tuning the exciton-plasmon coupling

    Eksiton-plazmon çiftlenmesinin akortlanması

    SİMGE ATEŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. DR. ATİLLA AYDINLI

  4. Tez No

    246709

    Many-body effects in selected two-dimensional systems

    İki-boyutlu seçilmiş sistemlerde çok-parçacık etkileri

    AHMET LEVENT SUBAŞI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. DR. BİLAL TANATAR

  5. Tez No

    332212

    Nanoscale communications based on Förster resonance energy transfer (FRET)

    Förster rezonans enerji transferi (FRET) tabanlı nano-haberleşme

    MURAT KUŞCU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN

Geri Dön