New physical phenomenon of dynamical self-organization in molecular electron transfer systems

Optimization and Control of Bilinear Systems

“…This chapter proposes an intelligent sensor based on pattern recognition techniques in a functional space of the fluorescence curves and bilinear models for a sensitive element. We consider new nonlinear and bilinear mathematical models of the dynamic self-organization phenomenon in photosynthetic reaction centers and ion channels (Allen et al, 1986;Deisenhofer et al, 1995;Shimazaki and Sugahara, 1980;Gaididei, Kharkyanen, and Chinarov, 1988;Chinarov et al, 1990Chinarov et al, , 1992Shaitan et al, 1991;Gushcha et al, 1993Gushcha et al, , 1994Mauzerall, Gunner, and Zhang, 1995;Yatsenko, 1996). Section 7.1 presents the results of a theoretical study of the dynamic self-organization phenomenon in a sensitive element which consists of the photosynthetic reaction centers (RC) from purple bacteria that are responsible for the stochastic effect in RC ensembles.…”

“…It was shown in recent publications (Gushcha et al, 1994;Chinarov et al, 1992) that such correlated behavior of electronic and structural variables leads to the effect of dynamic self-organization (or, better, self-regulation) in macromolecular charge transfer systems. A theoretical description has been developed that describes the situation for a single RC.…”

Intelligent molecules: examples from biological charge transport

“…The hysteresis of the absorption coefficient was revealed with the first bifurcation at 1O'°"quanta/cm2s. In another type of experiments the pronounced hysteresis of the kinetics of the photodonor recovery after saturating optical pulses was revealed under varying the pulses frequency [8,9].…”

Theoretical modelling and experimental investigation of nonlinear dynamic precedes in ensemble of photosynlhetic reaction centers

“…ниже (7)) дают корректное общее описание ансам бля РЦ. Они учитывают взаимодействие фотоакти вированного электрона с адиабатической структур ной переменной х. Можно заметить, что уравнение (4) для ансамбля РЦ соответствует стохастическо му уравнению для структурной переменной х оди ночного РЦ и может, согласно работе [10], быть записано в виде (6) где х является усредненной по флуктуациям, вы званным электронными переходами, как было ука зано выше; £(0-б-коррелированный случайный процесс, моделирующий температурные флуктуа ции структурной переменной одиночного РЦ; т х = = D\K h T. Теория для одиночного РЦ была развита ранее в работах [14,15], где авторы пренебрегли стохастическим членом 2D^(t).…”

“…По аналогии с другими химическими, физическими или биологическими системами, в рассматриваемой системе возможно появление но- вых и исчезновение старых электрон-конформационных состояний, а также функционирование всей системы в колебательном режиме [11 -13]. В по следних работах [14][15][16] [8, 22 J) существенно изменяют свое значение при изменении условий эксперимента (температуры, интенсивности освещения).…”