Роль малых аминокислот в белковых (D1/D2) взаимодействиях в адаптации к температуре реакционного центра фотосистемы II

• Автор: Шлык-Кернер, Оксана Владимировна
• Шифр специальности: 03.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Реховот (Израиль)
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Эта работа была проведена под руководством Профессора Авигдора Шерца

В департаменте Наук о Растениях, Научного Института Вайцмана, Реховот, Израиль

Оглавление
Сокращения
Резюме.

Общее введение

Фотосинтез

Структура и функция фотосистемы

Фотосистема 2-мембранный белковый комплекс

Температура и фотосинтез

Объяснение для модификации белка
Мотив ГлихххГли

Схема мутагенеза

Биологическая система

Ц ель и задачи
Глава 1 Гибкость белка обеспечивает акклиматизацию реакции фотосинтеза к

температуре
Глава 2 Ш-Гли208 найденный в точке пересечения D1/D2 субъединиц реакционного центра Фотосистемы 2 играет ключевую роль в управлении переноса электронов в
процессе фотосинтеза
Глава 3 Роль Dl-Cep209 в функциональной сборке Реакционных Центров Фотосистемы 2

Введение

Материалы и методы
Результаты
Глава 4 Общее Обсуждение и Перспективы

Ссылки

Сокращения

DCMU

Н-связь

HPLC

МБВС

НАДФ

Р680
ГТААГ

ПвДФ

ТРИС
Аланин Аргинин Аспарагин Аминокислота Аспартат Аденозин трифосфат Реакционный центр бактерий Хлорофилл Цистеин
32 кДа белковая субъединица 34 кДа белковая субъединица (3-(3,4-dichlorophyll)-1,1 -dimetyl urea Электронный перенос Ферредоксин Глицин Глутамин Г лутамат Водородная связь Гистидин
Жидкостная хроматография Высокой эффективности
Пероксидаза Хрена Изолейцин Межбелковая водородная связь Килодальтон Лейцин Лизин Метионин
Никотинамид Аденин Динуклеотид Фосфат Оптическая Плотность Специальная пара хлорофилла Полиакриламидный гель электрофорез Пластоцианин Полимеразная Цепная Реакция Банк данных белка Феофитин Пластогидрохинон Пролин Фотосистема 1 Фотосистема 2 Поливинилиден Дифлуорид мембрана Первичный акцептор хинона Вторичный акцептор хинона Реакционный центр Додецил Сульфат Натрия Серии
Оптимальная температура роста Термолюминесценция Трансмембранный Трис (гидроксиметил) аминоэтан
увеличивающейся температурой, в рамках физиологической нормы (Рис. 4а). АН* была одинакова во всех остатках класса I, но Д8* при комнатной температуре была ниже на 0.15 и 0.3 ккал.мол'1 для цистеина и аминокислоты, замещенной аланином (Рис. 2Ь, 4Ь), что отображает значимость Ш-212 в модулировании местной гибкости реакционного центра и Та. Для мутантов класса II, АН* была подобна дикому типу и мутантам класса I ( Т„ ниже), но Д8* была отрицательнее примерно на ~1.8ккал.мол"' при комнатной температуре (Рис. 4Ь), таким образом, указывая на сниженную местную гибкость переходного состояния, вовлеченного в перенос электронов Qл—*Qв в мутантах класса II.
Мутагенез остатка Б1-8209 привел только к восьми фотоавтотрофным мутантам: шесть класса I (глицин, аланин, треонин, аспарагин и аспартат), и только к двум из класса II (валин и пролин), возможно из-за того, что замена остатками с очень низкими значениями плотной упаковки атомов повредила функциональный белок реакционного центра ФС II.
Все фотоавтотрофные мутанты продемонстрировали выравнивание скорости переноса электронов <2л~>(2в при повышенных температурах. Температура Т0 мутанта Е)1-8209А повысилась на >7°С, но максимальная скорость ЭП сохранилась как у дикого типа. Эти сведения подтверждают предполагаемую значимость сайтов Б1-209 в трансформации местной гибкости реакционного центра ФС2 и, таким образом, значимость Т0.
Все вместе установленные структурные мотивы (межбелковые водородные связи в мотиве с последовательностью ОхххО и смежные впадины) в пурпурных бактериях и РЦ ФС2 функционируют в качестве ключевых модуляторов в контролировании энтропии активации скорости переноса электронов 0.а~0,в и следовательно значений Т0.
Считается, что не-Аррениусное поведение ферментных констант скорости отражает инактивацию и денатурацию рассматриваемых ферментов. Однако Та является независимой от денатурации РЦ ФС II, которая появлялась при значительно более высоких температурах (Дополнительный материал 81)