高等植物叶绿体中类囊体膜的颗粒堆积:起作用的物理化学力量和随之而来的功能后果( Granal stacking of thylakoid membranes in higher plant chloroplasts: the physicochemical forces at work and the functional consequences that ensue )

WS Chow EH Kim P Horton JM Anderson central nervous system ischaemia apparent diffusion coefficient threshold anoxic depolarisation Markov chain Monte Carlo simulation

高等植物叶绿体中基粒的形成是根据吸引和排斥的物理化学力的微妙相互作用来研究的。两个相邻膜之间的引力包括1范德华引力，它取决于每个膜中原子的丰度和类型、膜之间的距离和介电常数；2耗尽引力，它通过颗粒堆叠产生局部有序，但代价是更大的无序性，即基质中的熵；3相邻膜上相反电荷的静电引力。排斥力包括1个由于类囊体膜外表面的净负电荷引起的静电排斥，2个由于结合水分子层引起的水化排斥和3个由于光系统I PSI和ATP合酶大量进入基质引起的空间位阻。此外，可能会发生特定的相互作用，但它们有待实验证明。尽管基粒对光合作用不是必需的，但它们在高等植物中普遍存在。基粒可能是在进化过程中被选择的，因为它们赋予高等植物功能上的优势。基粒堆叠的功能后果包括：1通过大幅增加面积体积比增强光捕获，以及几个PSII与大功能天线尺寸的连接，2控制PSI与PSII横向分离的能力，因此，两个串联工作的光系统之间激发能的平衡分布，3通过态1-态2跃迁对光系统间能量分布的可逆微调，4调节采光能力控制过剩激发能的热耗散，检测到非光化学猝灭，5.颗粒结构对ATRANs-类囊体pH梯度调节所介导的光反应的动态灵活性，6.通过在附着颗粒结构域中容纳光失活的PSII来延缓PSII中D1和D2反应中心蛋白的过早降解，7.提高三磷酸腺苷ATP的非循环合成速率以及调节非循环和循环ATP的合成，8.在全光照下对特定叶绿体成分的光合能力的潜在增加，伴随着冠层光化学效率的提高。因此，叶绿体超微结构与功能密切相关。

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