일반화된 Förster 이론 (GFT)

발색단이 강하게 결합되어 있을 때(발색단 간 거리 5–20 Å), 고전적인 Förster FRET이 성립하지 않는 조건에서 적용되는 에너지 전달 이론 (see Im et al., Photosynthesis Research (2019), §"Energy transfer in photosystems").

고전적 FRET에서 GFT로

• 고전적 FRET (Förster 1946)은 수 나노미터 간격으로 떨어진 약하게 결합된 점쌍극자 발색단들 사이의 **비결맞음 도약(incoherent hopping)**을 기술한다.
• 광합성 안테나 복합체에서 엽록소 간 거리는 5–20 Å이며 결합이 강하기 때문에, 들뜸이 여러 발색단에 걸쳐 비편재화되어 새로운 유효 발색단, 즉 **엑시톤/초발색단(superchromophore)**을 형성한다.
• GFT는 점쌍극자 근사를 이러한 엑시톤성 초발색단을 공여체 및 수용체로 대체함으로써 극복한다 (see Im et al., Photosynthesis Research (2019), §"Energy transfer in photosystems", citing Beljonne et al. 2009 and Cheng & Fleming 2009). GFT는 고전적 FRET으로는 설명할 수 없는 광계의 거의 단일에 가까운 양자 효율을 재현한다.
• 지속적인 양자 결맞음("quantum beats" at room temperature)이 GFT 위에 추가적인 효율 향상에 기여하는지 여부는 여전히 활발히 논의되고 있다 (ibid.).

인공 안테나 연구 프로그램과의 연관성

porphyrin-peptoid-conjugate 플랫폼 (paper_086)의 6–12 Å 포르피린 간 간격은 인공 시스템에서 이 강결합 영역을 탐색하기 위해 명시적으로 설계된 것이다.

관계

• 발색단 간 거리가 ~5 nm 미만인 경우(강하게 결합된 안테나-단백질 영역), QD-photosynthetic-protein-FRET (고전적 점쌍극자 FRET)을 대체한다.
• LH2-antenna-complex 및 PSII 안테나의 거의 100%에 달하는 에너지 전달 양자 효율을 재현한다.