Вы здесь

Главная

Действие бикарбоната на фотосистему 2 при изменении S-состояний водоокисляющего комплекса

ID_Статьи: 
24.00

Ранее (Klimov and Baranov, 2001) было показано, что ионы бикарбоната (БК) требуются как для стабильности, так и для активности водоокисляющего комплекса (ВОК) фотосистемы 2 (ФС2). Однако, в функционально-активных тилакоидах или субхлоропластных препаратах ФС2 эффект БК незначителен, что может быть связано с трудностью удаления БК из ВОК. Высказано предположение о том, что эффективное удаление БК из ВОК ФС2 можно достичь путем сдвига ВОК в "отрицательные" S-состояния (когда Мn(Ш) и Mn(IV) переходит в Мn(II), поскольку Kd для Мn(III)-БК на 10 порядков ниже, чем Kd для Мn(II)-БК комплексов. Чтобы проверить это предположение, мы исследовали эффект БК при изменении S-состояний ВОК. Инкубация тилакоидов в среде с 10 мМ гидразином приводит к переводу ВОК из S1-состояния в низшие (S2, S1,) состояния (максимум выделения O2 на 3-ю и 6-ю вспышку в контрольных и гидразин-обработанных образцах, соответственно). Измерение выхода O2 на вспышку показало, что БК (2 мМ) не влиял на перевод ВОК в "отрицательные" S-состояния, в то же время протектировал O2-выделяющую активность. O2-выделяющая активность обработанных гидразином тилакоидов, измеренная при постоянном освещении, уменьшалась на 15-20%. Последующая их инкубация (10 мин, 20 °С) в среде, не содержащей СO2, приводит к уменьшению скорости выделения O2 на 40%, в то время как в присутствии 2 мМ БК фотосинтетическая активность снижается лишь на 10%. Обратный перевод ВОК в нормальные S-состояния приводил к уменьшению БК эффекта. Таким образом, перевод ВОК в "отрицательные" S-состояния с помощью гидразина ведет к увеличению зависимости выделения O2 от наличия БК в среде. Эти результаты могут свидетельствовать о структурной и функциональной роли БК для Mn-кластера ФС2 и показывают, что взаимодействие БК с ВОК зависит от окислительного состояния атомов Мn.

 

Шевела Д.Н., Хоробрых А.А., Жармухамедов С.К., Климов В.В.

Институт фундаментальных проблем биологии РАН, Пущино (Россия)