Фемтосекундная абсорбционная спектроскопия восстановленной и окисленной форм цитохром c оксидазы: возбужденные состояния и релаксационные процессы в гемовых центрах $a$ и $a_{3}$

Методом фемтосекундной абсорбционной спектроскопии исследованы возбужденные электронные состояния и внутригемовые релаксационные процессы в окисленной и восстановленной формах митохондриальной цитохром c оксидазы, выделенной из сердечной мышцы быка. Измерения спектрально-кинетических характеристик короткоживущих интермедиатов были выполнены во временном интервале 80 fs–20 ps после акта фотовозбуждения. Обнаружено, что электронная безызлучательная релаксация энергии возбуждения в геме $a$ как в окисленной Fe(III)$a$, так и в восстановленной форме Fe(II)$a$ осуществляется последовательно в виде трeх процессов, по завершению которых гем $a$ оказывается в основном состоянии с большим запасом колебательной энергии. Последующая колебательная релаксация (“остывание гема”) длится несколько пикосекунд. Для восстановленного гема $a_{3}$ (Fe(II)$a_{3}$) было обнаружено, что электронная релаксация осуществляется в результате двух последовательных стадий, которые сменяются колебательной релаксацией в основном состоянии. Дан анализ механизма и динамики преобразования энергии электронного возбуждения в цитохром c оксидазе.