Разработана кинетическая модель, описывающая систему генерации и потребления трансмембранного электрохимического градиента протонов DmH+ в первичных процессах фотосинтеза в хлоропластах. Учтена зависимость скоростей реакций электронного переноса от величины трансмембранного электрического потенциала. Модель применена к описанию экспериментальных данных по регистрации быстрой фазы индукции флуоресценции хлорофилла при различных интенсивностях освещения объекта (от высоких до низких). Для каждой интенсивности света проанализирован состав флуоресцентного сигнала.
Пирутин С. К., Туровецкий В. Б., Кудряшов Ю. Б., Рубин А. Б.Модификация повреждающего действия УФ излучения на мембраны перитонеальных макрофагов мышей // Радиационная биология. Радиоэкология, 2002, т. 42, №2, с. 151-154.
На основе новейших физико-химических данных построена детальная кинетическая модель каталитического цикла фотосистемы II (ФС II) высших растений. В соответствии с иерархией времен отдельных фотосинтетических стадий проведсна редукция модели с целью описания процессов миллисекундного диапазона. В рамках полученной системы осуществлен теоретический расчет кривых индукции флуоресценции хлорофилла при разных значениях параметров модели. Для расчета интенсивности флуоресценции предложено соотношение, включающее концентрации флуоресцирующих состояний ФС II и их зависимость от компонентов электрохимического потенциала на мембране тилакоидов. Показано, что в рамках модели, ограничивающейся рассмотрением процессов в пределах ФС II, не могут быть описаны некоторые экспериментально наблюдаемые паттерны нарастающей части кривой индукции флуоресценции хлорофилла. Найдено, что стационарное эначение интенсивности флуоресценции может зависеть от трансмембранного электрического потенциала немонотонным образом.
Предложена новая концепция регуляции обмена нитрата посредством поликомпартментации аниона в корне. На проростках пшеницы, выращенных при 25 и 12°С в зоне корней, исследованы поглощение нитрата, компартментация и восстановление в корнях и транслокация в побеги. Показано, что нитрат корня компартментирован в нескольких функциональных пулах: запасном, метаболическом и подвижном, предназначенном для персмещения в надземные органы. Нетто-поступление, отношение вход/выход (в/из корней), размер подвижного пула и транслокация изменяются в зввисимости от температуры выращивания. Выявлены колебания скорости нетто-потлощения и концентрации нитрата в тканях, а также изменения этих колебаний под действием температуры. Эмпирическая модель регуляции базируется на том, что нетто-поступление посредством изменения соотношения вход/выход контролируется нитратом подвижного пула, размер которого зависит от оттока аниона в побеги. Математическая модель представляет собой систему линейных дифференциальных уравнений и после упрощения в соответствии с иерархией констант скоростей отдельных процессов сводится к системе двух дифференциальных уравнений, которая имеет на фазовой плоскости предельный цикл в определенной области значений параметров. Модель обосновывает регуляцию по принципу положительной обратной связи процесса транспорта нитрата из вновь поглощенного пула в транслокационный пул и его формирования в клетках коры корня. Модель воспроизводит явления, наблюдаемые экспериментально.