Группа занимается изучением физических проблем, связанных с различными стадиями фотосинтеза высших растений. К ним относятся: теоретическое описание изменения во времени возбужденных состояний светособирающих пигментов, кинетика и механизмы переноса электронов, теоретическое описание регуляции фотосинтеза. В группе также проводятся экспериментальные и теоретические исследования кинетики быстрой и замедленной флуоресценции листьев растений в связи с задачами мониторинга растений и окружающей среды.

   Руководитель направления: профессор Тихонов Александр Николаевич

Основное направление: 

Экспериментальные и теоретические исследования механизмов регуляции фотосинтетических процессов. Эти исследования связаны с изучение того, как факторы внешней среды (температура, условия освещения) влияют на эффективность преобразования энергии света в фотосинтетическом аппарате высших растений (хлоропласты). Ведутся исследования  биофизических механизмов регуляции электронного и протонного транспорта в  хлоропластах. Разрабатывается обобщенная математическая модель фотосинтеза, описывающая процессы электронного и протонного транспорта в хлоропластах.

     На основе созданной на кафедре биофизики теоретической модели фотосинтеза проведен анализ влияния констант скоростей отдельных этапов фотосинтеза на характеристики всего процесса в целом. Было исследовано влияние на характеристики колебательного режима скорости фиксации углекислоты. В результате были выделены параметры, которые существенно влияют на скорость фиксации СО2. Этот результат открывает пути экспериментального исследования возможности управления эффективностью фотосинтеза.

Из недавних достижений группы следует выделить следующие важнейшие результаты: 

• Методом функционала плотности рассчитана скорость окисления пластохинола железо-серным (Fe-S) центром цитохромного b6f комплекса; показано, что перенос электрона от пластохинола к (Fe-S) центру происходит по неадиабатическому механизму (Ustynyuk et al,  J. Organomet. Chem. 2018).
• Установлено, что акклимация растений к свету низкой интенсивности приводит к двукратному увеличению емкости пластохононового  пула в хлоропластах, обеспечивая ускорение электронного транспорта при недостатке света (Suslichenko et al, FEBS Lett.2019)

Статьи:

1. Igor S. Suslichenko, Boris V. Trubitsin, Alexey V. Vershubskii, Alexander N. Tikhonov, The noninvasive monitoring of the redox status of photosynthetic electron transport chains in Hibiscus rosa-sinensis and Tradescantia leaves, Plant Physiology and Biochemistry, 2022 ISSN 0981-9428.

2. Tikhonov AN. The cytochrome b₆f complex: plastoquinol oxidation and regulation of electron transport in chloroplasts. Photosynth Res. 2024 Mar;159(2-3):203-227. 

3. Ustynyuk LY, Tikhonov AN. Plastoquinol Oxidation: Rate-Limiting Stage in the Electron Transport Chain of Chloroplasts. Biochemistry (Mosc). 2022 Oct;87(10):1084-1097.

См. также:

• Молекулярные преобразователи энергии живой клетки

Сотрудничает с: 1) Отдел фотобиологии Института Физико-Химической Биологии им. академика А.Н.Белозерского МГУ имени М.В.Ломоносова (зав. отделом профессор А.Ю.Семенов); 2) Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН (зав. лаб. профессор В.А.Надточенко).