S4-S0转化期水结合至放氧复合体可能机制的理论研究

基于光合作用自由基耦合的释氧机理,提出了S₄-S₀转化期水结合至放氧复合体Mn₄CaO₄的三种不同模式.使用密度泛函理论计算了释氧后两种可能的自旋态势能面,结果表明它们在热力学上都是容易发生的,差别很小,能共存于S态循环之间的衔接阶段,并且对实验所测的S₁,S₂和S₃态的底物水交换速率没有差异性.然而,水结合的这三种类型理论上具有不同的底物选择性,对当前和之后的循环中底物的归属产生影响（Ca和Mn4的配体水或周围的结晶水）.但是,O₂的最终来源分别为S₄-S₀和S₂-S₃结合的两个水分子,关键在于它们演变为底物的时机决定于S₄-S₀的水结合机制.整个S态循环中,锰簇灵活多变的几何结构和Ca,Mn4及其附近的水通道是实现底物水转移和分解释氧的重要因素.