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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-07152022-153035


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
SARACENO, PIERMARCO
URN
etd-07152022-153035
Titolo
Simulation of pump-probe spectra of a light-harvesting complex present in plants
Dipartimento
CHIMICA E CHIMICA INDUSTRIALE
Corso di studi
CHIMICA
Relatori
relatore Prof.ssa Mennucci, Benedetta
Parole chiave
  • complessi multicromoforici
  • CP29
  • piante
  • spettroscopia risolta nel tempo
  • dinamica di stato eccitato
  • fotosintesi
  • multicromophoric complexes
  • plants
  • time-resolved spectroscopy
  • photosyntesis
  • excited state dynamics
Data inizio appello
17/10/2022
Consultabilità
Completa
Riassunto
Quando gli organismi fotosintetici sono esposti a condizioni di forte illuminazione, i normali processi di trasferimento di energia dai complessi light-harvesting (LH) verso i centri di reazione smettono di funzionare e l’energia in eccesso può essere assorbita dall’ossigeno portando alla formazione di specie reattive pericolose per i fotosistemi. Per prevenire danni cellulari, gli stessi organismi hanno sviluppato dei meccanismi di fotoprotezione come il non-photochemical quenching (NPQ).La comprensione del meccanismo di NPQ richiede lo studio delle dinamiche di stato eccitato degli aggregati multicromoforici contenuti nei complessi LH, che può essere condotto mediante spettroscopie lineari e non lineari e mediante tecniche computazionali.
In questo lavoro di Tesi abbiamo combinato tecniche di Dinamica Molecolare a calcoli di chimica quantistica per simulare lo spettro pump-probe Vis di uno dei complessi LH del fotosistema II delle piante (CP29). I risultati ottenuti sono stati poi confrontati  con gli spettri sperimentali ottenendo una descrizione molecolare del complesso network di trasferimenti di energia.

When photosynthetic organisms are exposed to strong lighting conditions, ordinary energy transfer processes from light-harvesting complex (LHC) to reaction center stop working and the energy surplus can be absorbed by oxygen leading to the formation of reactive species which can be harmful for photosystems. In order to prevent cell damage, photosynthetic organisms had developed several photoprotective mechanisms such as non-photochemical quenching (NPQ).
Deep understanding of NPQ requires the study of excited state dynamics of multicromophoric aggregates in LHCs, which can be conducted using linear and non linear spectroscopy and via computational techniques.
In this thesis work the combination of Molecular Dynamics and QM calculations has been used in order to simulate the pump-probe spectrum of CP29, one of the LHC of photosystem II of plants. The obtained results have been compared also with the experimental spectrum and we could describe the intricate molecular energy transfer network in CP29.
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