Unraveling the Excited-State Dynamics and Light-Harvesting Functions of Xanthophylls in Light-Harvesting Complex II Using Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Photosynthesis in plants starts with the capture of photons by light-harvesting complexes (LHCs). Structural biology and spectroscopy approaches have led to a map of the architecture and energy transfer pathways between LHC pigments. Still, controversies remain regarding the role of specific carotenoids in light-harvesting and photoprotection, obligating the need for high-resolution techniques capable of identifying excited-state signatures and molecular identities of the various pigments in photosynthetic systems. Here we demonstrate the successful application of femtosecond stimulated Raman spectroscopy (FSRS) to a multichromophoric biological complex, trimers of LHCII. We demonstrate the application of global and target analysis (GTA) to FSRS data and utilize it to quantify excitation migration in LHCII trimers. This powerful combination of techniques allows us to obtain valuable insights into structural, electronic, and dynamic information from the carotenoids of LHCII trimers. We report spectral and dynamical information on ground- and excited-state vibrational modes of the different pigments, resolving the vibrational relaxation of the carotenoids and the pathways of energy transfer to chlorophylls. The lifetimes and spectral characteristics obtained for the S1 state confirm that lutein 2 has a distorted conformation in LHCII and that the lutein 2 S1 state does not transfer to chlorophylls, while lutein 1 is the only carotenoid whose S1 state plays a significant energy-harvesting role. No appreciable energy transfer takes place from lutein 1 to lutein 2, contradicting recent proposals regarding the functions of the various carotenoids (Son et al. Chem. 2019, 5 (3), 575–584.). Also, our results demonstrate that FSRS can be used in combination with GTA to simultaneously study the electronic and vibrational landscapes in LHCs and pave the way for in-depth studies of photoprotective conformations in photosynthetic systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».