ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНОЙ МОДИФИКАЦИИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ РЦ КРИОРАСТВОРИТЕЛЯМИ И D2O НА ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ФОТОАКТИВНОГО БАКТЕРИОХЛОРОФИЛЛА И ЭЛЕКТРОН-ТРАНСПОРТНЫЕ РЕАКЦИИ

Горохов В. В., Красильников П. М., Нокс П. П., Пащенко В. ., Рубин А. Б.
МГУ, биологический факультет, 119899 Москва
В изолированных реакционных центрах (РЦ) Rb. sphaeroides исследовано влияние дейтерирования, добавления глицерина и диметилсульфоксида (ДМСО) на редокс-потенциал Еm фотоактивного бактериохлорофилла специальной пары Р2, скорость миграции энергии km от бактериофеофитина Нм к Р2, скорость разделения зарядов ke между P2 и бактериофеофитином HL и скорость переноса электрона kQ к хинону QA. Результаты измерений приведены в таблице.
Образец
Em, мВ
ke, nc-1
kQ, нс-1
Контроль
430
0,29
4,76
замещение D2O на Н2О
430
0,12
2,86
Добавление 70% глицерина
460
0,28
4,35
Добавление 35% ДМСО
475
0,092
1,96

Видно, что дейтерирование не изменяет редокс-потенциал P2, а добавление к препаратам РЦ 70% глицерина и 35% ДМСО сдвигает этот потенциал на 30 и 45 мB соответственно. С другой стороны, добавление глицерина практически не изменяет значений km, ke и kQ, тогда как дейтерирование и обработка ДМСО уменьшает значения этих параметров в 2-3 раза. Проведен теоретический анализ влияния диэлектрического окружения на потенциал редокс-центра. Учтено изменение макроскопических диэлектрических параметров среды и микроскопической структуры ближайшего атомного окружения редокс-центра. Показано, что замена Н2О на ДМСО может привести к увеличению Еm на десятки мB. Отсутствие корреляции между изменением редокс-потенциала P2 и влиянием модифицирующих воздействий на функциональные процессы с его участием объяснено тем, что одновременно с изменением Еm P2 изменяется и редокс-потенциал НL, причем на близкую величину. Сделан вывод, что влияние модифицирующих воздействий на скорости первичных реакций km, ke и kQ определяется не изменением Еm переносчиков электрона, а воздействием на структурно-динамическое состояние РЦ через систему его водородных связей, от состояния которой зависят скорости поляризационнных перестроек (процессов сольватации) в интерьере донора и акцептора, сопровождающих перенос электрона.