Роль внутримолекулярной подвижности в функционировании хинонного звена электронтранспортной цепи реакционных центров пурпурных бактерий

• Автор: Чурбанова, Инна Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 93 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Фотосинтетические мембраны пурпурных бактерий.

1.2. Реакционные центры пурпурных бактерий

1.2.1. Последовательность реакций переноса электрона.

1.2.2. Структура белка и кофакторов бактериальных реакционных центров .

1.2.3. Основные методы получения фотосинтетических рекционных

цен тров пурпурных бактерий.

1.3. Роль конформационной подвижности реакционных центров пурпурных бактерий в реакциях с участием хиионных акцепторов.

1.4 Роль Нсубъединицы в функционировании реакционных центров пурпурных бактерий.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования
2.2. Методика выращивания культур фотосинтезирующих бактерий
2.3. Выделение фотосинтетических мембран.
2.4. Выделение препаратов фотосинтетических реакционных центров
2.5. Отделение Нсубъединицы от комплекса ЬМсубъединиц из реакционных центров дикою типа КЬ. .чрЬаетШе
2.6. Методы измерения функциональной активности реакционных центров . иркаегоикз.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Кинетика пигмензакцепторного взаимодействия в нативных фотосинтетических реакционных центрах из пурпурных бактерий КЬ. .чрИаегосе.ч и в
мутанте КА К3
3.1.1. Сопоставление процессов стабилизации фотомобилизованного электрона в хинонной акцепторной части РЦ из бактерий КЬ. .чрЬаегосе
дикого типа и мутанта 8АК3.
3.1.2 Влияние добавок органических растворителей на скорость рекомбинации зарядов в РЦ КЬ. ярИаеюкк.ч мутанта 8АЬ3
3.1.3. Сопоставление температурной зависимосги эффективное и а Кв переноса электрона в РЦ КЬ. ьрИаегоМез дикого типа и мутанта
3.2 Влияние экстракции Нсубъединицы из фотосинтегических реакционных центров пурпурных бактерий . i на релаксационные процессы, связанные с фоторазделением зарядов в хинонной акцепторной части . .
3.3. Влияние температурного фактора на темповую рекомбинацию фотоокисленного бактсриохлорофилла и фотовосстановдснного первичного хинона
в реакционных центрах пурпурных бактерий . i.
3.4 Влияние дипиридамола на кинетику пигментакцепторного взаимодействия в фотосинтегических реакционных центрах пурпурных бактерий .
i
3.4.1. Влияние дипиридамола и ею производных на кинетику рекомбинации фо горазд елейных зарядов между бактериохлорофиллом и первичным
хиноном в реакционном центре пурпурных бактерий.
3 4.2. Влияние дипиридамола на взаимодействие фотоактивного бактериохлорофилла со вторичным хинонным акцептором в реакционных
центрах пурпурных бактерий
3.4,3. Влияние дипиридамола на перенос фотомобилизованнот электрона от
на в реакционных центрах пурпурных бактерий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В этих исследованиях особенно плодотворным оказалось изучение влияния температуры на перенос электрона в РЦ. В настоящее время имеются прямые подтверждения структурных изменений РЦ связанных с электронтранспортной активностью Яркие результаты получены с использованием метода РСА при замораживании функционально активных кристаллов РЦ пурпурных бактерий на активирующем свету фиксируется существенное смещение на 5А и изменение пространственной ориентации вторичного хинонного акцептора в структуре РЦ. Функционирование хинонного звена РЦ пурпурных бактерий первичный, , и вторичный. При переносе фотомобилизованного электрона на за время 0 пс, временная стабилизация ею на этом акцепторе против темпового рекомбинационного процесса если блокирован дальнейший перенос к достигает 0,1 с Временная стабилизация электрона на еще более продолжительная около секунды и более. Такое сущесгвеиное замедление обратных реакций в хинонном акцепторном звене позволяет эффективно сопрячь быстрые прямые процессы внутрибелкового электронного транспорта в цепи кофакторов фотоактивный лимер бактериохлорофилла Р, мономер бактериохлорофилла, бактериофеофитин, , с существенно более медленными, контролируемыми диффузией стадиями дальнейшего переноса восстановительных эквивалентов в фотосинтетическую мембрану. В условиях физически функционирующей мембраны, получивший один электрон ждет второй электрон, после чего к нему переносятся два протона из цитоплазмы. Временная стабилизация восстанавливаемых хинонных акцепторов против рекомбинационною процесса с фотоокисленным Р определяется смещениями протонов в белковом окружении этих кофакторов, причем на значительных до рассеяниях iv . Возможно в эти процессы вовлекается так называемая Нсубъединица комплекса РЦ. Она не связана непосредственно с кофакторами электронного переноса РЦ. Е основная масса прикрывает с цитоплазматической стороны область связывания хинонов в структуре РЦ. Функциональная роль ее до сих пор во многом не ясна. Эксперименты по точечной замене аминокислотных остатков в окружении хинонов, прежде всего i, i, ix . Процессы этой стабилизации можно изучать, как показано в работах кафедры биофизики биологического факультета МГ У, и при модификации структурнодинамического состояния РЦ различными физическими воздействиями, химическими агентами, влияющими на систему водородных связей I В результате выявляется, что РЦ пурпурных бактерий можно фактически рассматривать как своею рода фотофермент, тонко реагирующий на модификацию ею структурнодинамического состояния. В этом аспекте их можно использовать как чувствительную макро молекулярную тестсистему при изучении возможных механизмов действия биологичсскиактивных веществ, у которых эти механизмы ещ не расшифрованы. ДИМ, который ранее использовался в качестве вазодилятаториого средства, и который, как выясняется, эффективно подавляет функцию трансмембранного белка , обеспечивающего множественную лекарственную устойчивость опухолевых клеток к противораковой терапии ivi . Механизм воздействия ДИП на функцию не известен. Целью настоящей работы было дальнейшее исследование процессов транспорт и стабилизации элекзрона в хинонной акцепторной части элскэронтранспортной цепи РЦ пурпурных бактерий в условиях направленной модификации их структурнодинамического состояния, а также эффектов влияния на эти процессы ДИПа и его производных. Освоение методик получения высокочистых препаратов белковопигментных комплексов РЦ пурпурных бактерий . Выделение активных комплексов, не содержащих Нсубъединицы. Детальное изучение электротранспортыых процессов с участием хинонных акцепторов в нативных и структурномодифицированных РЦ, в том числе в комплексах без Нсубъединицы, при варьировании режимов световой активации и температуры образцов, включая недостаточно исследованный ещ для данных бактерий диапазон выше 0К. Изучение влияния на процессы стабилизации фотомобилизованного электрона в хинонной акцепторной части РЦ биологически активных соединений дипиридамола и его производных, отличающихся составом гидроксильных групп в боковых заместителях.