Изучение фотосинтетического электронного транспорта в солюбилизированных и встроенных в липосомы пигмент-белковых комплексах фотосистемы 1

• Автор: Плутахин, Геннадий Андреевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 188 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ШВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОРГАНИЗАЦИИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОй ЭЛЕКТРОНТРАНСПОРТНОй ЦЕПИ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
1.1. Пигментбелковые и белковые комплексы фотосинтетических мембран и их функции . .

1.2.Цитохромы высшх растений

1.3.Пигментбелковые комплексы фотосистемы I

и структура реакционного центра

1.4.Пластоцианин и его место в электронтранспортной цепи.

1.5.Взаимодействие ферредоксина и ферредоксинНАДФредуктазы с компонентами электронтранспортной цепи .

1.6. Циклический электронный транспорт .

ГЛАВА 2. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Выделение хлоропластов.
2.2. Выделение ПБК ФС1
2.3.Определение относительного обогащения
ПБК реакционными центрами
2.4.Приготовление липосом с ПБК ФС1
2.5.Спектры поглощения и дифференциальные спектры окисление минус восстановление . .
2.6. Спектры флуоресценции
2.7. Запись дифференциальных спектров свет минус темнота к кинетики фотоиндуцированных окислительновосстановительных реакщй .
2.8.Восстановление НАДФ .
2.9.Измерение фотоиндуцированного поглощения кислорода
2Потенциометрическое титрование .
2Регистрация замедленной флуоресценции . .
2Регистрация фотоиндуцированной энергизащи протеолипосом
2Реактивы и препараты .
ГЛАВА 3. ОДНОЛУЧЕВОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ СПЕКТРОФОТОМЕТР . .
3.1.Физические основы метода дифференциальной спектрофотометрии .
3.2.Устройство, принцип работы и технические характеристики однолучевого дифференциального спектрофотометра .
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПИШЕНТБЕЛКОВЫХ
КОМПЛЕКСОВ С ЭКЗОГЕННЫМИ ДОНОРАМИ И АКЦЕПТОРАМ. .
ЭЛЕКТРОНОВ
4.1.Некоторые характеристики ПБК ФС1
4.2.Окислительновосстановительные превращения Р0 в отсутствие доноров и акцепторов электронов.
4.3.Кислород как один из возможных акцепторов электронов.
4.4.Влияние экзогенных доноров и акцепторов электронов на окислительновосстановительные процессы в ПБК ФС1 .
4.5.Кинетические характеристики электронтранспортной цепи,способной восстанавливать НАДФ.
4.6.Обсуждение результатов главы 4 .
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСПОРТА НА АКЦЕПТОРНОЙ СТОРОНЕ РЕАКЦИОННОГО ЦЕНТРА ФОТОСИСТЭДЫ I.
5Л.Реконструкция циклического электронного транспорта,индуцируемого ПБК ФС1 в присутствии цитохрома с
5.2.Исследование восстановления НАДФ и циклического электронного транспорта в ПБК
ФС1 с неполным субъединичным составом . .
5.3.Влияние глицерина на электронтранспортные функции акцепторной части реакционного центра ФС1.
5.4.Влияние обработки мочевиной на электронный транспорт на акцепторном участке реакционного центра
5.5.Обсуждение результатов глэеы 5 .
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОНТРАНСПОРТНЫХ СВОЙСТВ ПЙШЕНТБЕЛКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ФОТОСИСТЕМЫ I,
ВСТРОЕННЫХ В ЛИПОСОМЫ
6.1.Влияние встраивания ПБК ФС1 в липосомы на характеристики окислительноЕосстановительных превращений Р0 в отсутствие доноров и акцепторов электронов
6.2.Окислительновосстановительные процессы при добавлении к протеолипосомам доноров и акцепторов
6.3.Взаимодействие Р0 с пластощанином, цитохромом с и влияние на взаимодействие азолектиновой мембраны .
6.4.Краткое обсуждение результатов главы 6 .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


После поглощения кванта света хлорофильной антенной фотосистемы 2 энергия мигрирует к длинноволновой форме хлорофилла а с максимумом поглощения при 0 нм,являющейся первичным донором реакционного центра 5С2. Возбужденная молекула Р0 является сильным ЕосстаноЕителем, и электрон за время менее I нс переносится на феофитин И далее передается связанному пластохинону vv . Климов. КрасноЕСКИй . Через последующий акцептор,вторичный хинон . При восстановлении молекул пластохинонов происходит присоединение протонов из внешней среды. Результаты многих исследований указывают на то,что пигментбелковые комплексы обеих фотосистем пронизывают тилакоидную мембрану насквозь. Донорные части реакционных центров при этом оказываются на внутренней стороне мембраны, в то время как акцепторные на внешней. В результате разделение электрических зарядов в реакционных центрах фотосистем происходит трансмембранно. Окисленный при этом первичный донор ФС2 восстанавливается электронами, получаемыми от воды. Посредником в этом процессе является кислородвыделяющая система,представляющая собой белковый комплекс, локализованный на внутренней поверхности тилакоидной мембраны. Н . РИс. В результате окисления два протона остаются во внутреннем пространстве тилакоида, а атомы кислорода,объединяясь в молекулы еще в кислородвыделяющей системе, покидают тилакоид и выделяются в атмосферу или включаются в другие метаболические процессы внутри клеток. Восстановленные фотосистемой 2 молекулы пластохинона взаимодействуют с цитохромным комплексом и, по всей вероятности, представляют собой подвижный челнок, соединяющий разнесенные в пространстве ПБК ФС2 и цитохромный комплекс. По данным кинетических исследований электронный транспорт на этом участке является лимитирующим все фотосинтетические процессы см. Далее электроны через цитохром передаются пластоцианину. Плас тоциаяин, как и пластохиноны, повидимому,также представляет собой подвижный переносчик,соединяющий цитохромный комплекс С ПБК ФС1 , . На участке переноса электронов между фотосистемами при окислении пластохинона во внутреннее пространство тилакоида выделяются протоны. При этом разница энергий окислительновосстановительных потенциалов переносчиков электронов трансформируется в разность электрохимических потенциалов ионов водорода. Фотохимическим донором электронов фотосистемы I является специализированный мономер или димер хлорофилла а с максимумом поглощения в области 0 нм Г0 , . При разделении электрических зарядов в реакционном центре I электроны передаются на ряд последовательных переносчиков, ассоциированных в пигментбелковом комплексе фотосистемы I. Достигнув конечных акцепторов Р0 железосерных белков, электроны переносятся на свободный ферредоксин. Р0,ПОВВДИГЛОМУ,является пластоцнанш , , . Ка уровне конечного акцептора электронов Р0 и свободного ферредоксина электронный поток может разделяться на циклический и нециклический v . Регуляторные механизмы, с помощью которых происходит переключение электронного транспорта на альтернативные пути, изучены недостаточно. Через ферредоксхшШДФредуктазу при нециклическом транспорте электроны передаются от свободного терред о тсс ина к КАД5 i . Восстановленный ПАДФ служит далее источником электронов в Ферментативных реакциях цикла Кальвина. В процессе циклического электронного транспорта электроны от ферредоксина переносятся к цитохрошому комплексу. Дальнейший путь электрона к окисленному Р0 сопряжен с трансмембраяным переносом протонов, что приводит к фотоиндуцированной энергизащш мембраны i . Для получения оптимального потока электронов мезду двумя фотосистемами согласно приведенной схеме,очевидно,требуется,чтобы стехиометрическое соотношение мезду осяозными тремя электронтранс портными комплексами было равно единице. Однако, неравномерное распределение комплексов мезду стромальной и гранальнон частями, а также варьирование соотношения мезду комплексами дают основание считать, что единая структурнофункциональная цепь отсутствует , i . По этому с точки зрения последних достижений в изучении гетерогенности распределения комплексов мезду отдельными частями тилаковдных мембран развиваются новые представления о взаимодействии комплексов мезду собой , , Vi, ВЗ .