Возбужденные состояния пигментов и миграция энергии при фотосинтезе и других фотобиологических процессах

• Автор: Синещеков, Виталий Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 445 c. : ил

Так, полосы в спектре излучения у 5, 6 и 0 нм были отнесены соответственно к полосам по
глощения у 0, 0 и 5 нм 3, 4, полоса у 4 нм в спектре излучения диатомовой водоросли к полосе у 0 нм в спектре поглощения 2. Этой же цели служило и измерение спектров возбуждения флуоресценции в работах Батлера, Говинджи, Лавореля, Шлыка и др. В спектрах возбуждения зеленых листьев фасоли Батлером были обнаружены полосы у 0, 0 и 5 нм 0, отнесенные к хлорофиллу в, хлорофиллу а и неизвестному пигменту С5. Броди и сотр. По данным Годхира 4, полученным при измерении спектров возбуждения водорослей и высших растений, флуоресценция у 5 нм вызывалась возбуждением коротковолновой формы хлорофилла Хл0. С выводом о существовании нескольких центров излучения согласуются данные, полученные Лаворелем по измерению спектров возбуждения поляризованной флуоресценции, главный максимум которой лежит около 0 нм, тогда как для деполяризованной флуоресценции наблюдается красное падение в области за 0 нм 0. Другим важным подходом, позволявшим перейти от полос в спектрах к нативным формам, явилось фракционирование хлоропластов и выделение отдельных компонентов, отличавшихся спектральными и функциональными свойствами, изучение которых проводилось параллельно нашим исследованиям. Этот метод нашел развитие в работах Ерохина, Гуляева, Гасанова, Островской и Кочубей и за рубежом в исследованияхБордмана и Андерсон, Торнбера ссылки см. В начале нашей работы в литературе появились первые данные по фракционированию хлоропластов. Полученные фракции содержали
хлорофилл а и в и большинство каротиниодов. При этом компоненты, обладавшие активностью фотосистемы 2 включали относительно большие количества хлорофилла в 0, 3, 4. Фракции различались по положению полос поглощения в области красного максимума , 2, 5, 6, 1, 5, 8. Однако наибольшие различия проявлялись по спектрам флуоресценции при низкой температуре. Для легких частиц со свойствами фотосистемы I характерна флуоресценция у нм, для частиц со свойствами фотосистемы 2 коротковолновая флуоресценция с полосами у 5 и 5 нм 4, 8, 0, 4. С этим согласуются результаты опытов по селективному возбуждению фотосистем в целых клетках и измерению их спектров флуоресценции 0. Эти данные, а также различие в извлекаемости хлорофилла а при его экстрагировании растворителями , , 2 и характер изменения спектров при внешних воздействиях, таких, как нагревание , , , 1, 5, действие детергентов 4 и др. Таким образом, эти данные, полученные в основном уже в ходе выполнения настоящей работы, с достаточной определенностью свидетельствовали о том, что в клетках растений имеется несколько спектральных центров излучения. Очевидно, в связи с этим практически нельзя было ничего сказать об индивидуальных спектроскопических характеристиках отдельных форм, тем более об их функциональной значимости. Исходя из такого состояния проблемы,нам представлялось целесообразным сформулировать и попытаться экспериментально решить следующую задачу установить точное число индивидуальных форм пигмента хлорофилла а, которых можно рассматривать в качестве самостоятельных участников первичных цроцессов фотосинтеза выяснить, каждой ли из форм соответствует определенный тип возбужденных состояний пигмента, характеризующийся определенной величиной энергии положением электронного уровня, достаточно большим по сравнению с временем колебаний временем ее первичной стабилизации, специфическим взаимодействием с партнерами в процессе обмена энергией возбуждения. Иными словами, определить число различных видов центров электронного возбуждения и описать их основные фотофизические и функциональные свойства. Для экспериментального решения сформулированной задачи необходимо было охарактеризовать каждый индивидуальный центр по крайней мере по нескольким параметрам I. Установить положение его длинноволновой полосы поглощения, соответствующей наиболее низкому электронному переходу при поглощении кванта. Доказать факт существования полосы флуоресценции, соответствующей длинноволновой абсорбционной полосе, оценить индивидуальные выходы флуоресценции, особенности их температурной зависимости.