Перенос электронов в системе с гомогенным распределением переносчиков

Рассмотрим систему, в элементарном объеме которой гомогенно распределены все участники электронотранспортного процесса, причем переносчики электрона обладают относительной подвижностью и способны обмениваться электронами друг с другом. Кинетическая модель электронотранспортного процесса должна включать стадию переноса электронов от донора на белковый переносчик, стадию транспорта электронов между белковыми переносчиками и завершающую стадию переноса электронов на конечный акцептор. "Элементарная" стадия переноса электрона представляет собой бимолекулярную окислительно-восстановительную реакцию

(3.16)

где k^II - константа скорости второго порядка.

Скорости взаимодействия между переносчиками определяются произведением концентраций восстановленной формы и окисленной формы Х_i+1. Например, простейшая кинетическая схема электронного транспорта с участием трех переносчиков электрона имеет такой вид:

(3.17)

где D и А - соответственно донор и акцептор электрона; X₁⁰, Х₁¹, Х₂⁰, Х₂¹, Х₃⁰, Х₃¹ - окисленные и восстановленные формы переносчиков. Для этой модели в стационарном состоянии задача сводится к решению системы нелинейных алгебраических уравнений, которая в некоторых случаях с определенной погрешностью может быть аппроксимирована линейной системой. Анализ такого рода систем уравнений дан в работе [466].

Так, при высоких, "насыщающих" концентрациях донора и акцептора максимальная скорость переноса электрона имеет вид

(3.18)

Скорость реакции не зависит от концентрации донора и акцептора и определяется константами скорости переноса электрона между переносчиками. При этом важны два частных случая:

1) (3.19)

Скорость процесса в этом случае определяется взаимодействием переносчиков Х₂ и Х₃.

2) (3.20)

Скорость процесса в целом определяется кинетикой обмена электронами между переносчиками X₁ и Х₂.