ЭЛЕКТРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ В КОМПЛЕКСАХ ФОТОСИСТЕМЫ 1
Семенов А. Ю., Гуровская К. Н., Мамедов М. Д., Мамедова А. А.
НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ, 119899 Москва
С помощью прямого электрометрического
метода определен относительный вклад отдельных реакций переноса
зарядов в суммарный электрогенез в комплексах фотосистемы 1 (ФС1)
цианобактерий. Индуцированный лазерной вспышкой электрический
сигнал, наблюдаемый на протеолипосомах, содержащих ФС1, характеризовался
быстрым (короче 200 нс) нарастанием и последующим мультиэкспоненциальным
спадом, основные компоненты которого обусловлены обратной рекомбинацией
между первичным донором Р700 и терминальными железосерными акцепторами
FA/FB.
В присутствии дитионита натрия в щелочных условиях происходило
восстановление FA/FB,
в то время как предшествующий железо-серный акцептор FX
оставался окисленным. При этом наблюдалось уменьшение суммарной
амплитуды фотоэлектрического ответа на 30-35%. Был сделан вывод,
что перенос электрона от FX
на FA/FB
является электрогенным и происходит в субмикросекундной шкале
времени. При обработке препаратов ФС1 хлоридом ртути происходит
избирательная экстракция акцептора FB
при сохранении функционально-активного FA.
При добавлении дитионита к препаратам ФС1, лишенным акцептора
FB,
наблюдалось уменьшение амплитуды фотоответа на 20-25%. Исходя
из этих результатов, было заключено, что электрогенез на акцепторной
стороне ФС1 определяется переносом электрона как от FX
на FA, так и от FA на FB,
причем FB
является терминальным железо-серным акцептором. В присутствии
природных водорастворимых акцепторов электронов ферредоксина и
флаводоксина, а также искусственного акцептора метилвиологена
наблюдалось замедление кинетики спада фотоэлектрического ответа,
обусловленное их эффективным взаимодействием с теминальным железо-серным
кластером, однако не происходило увеличения амплитуды нарастания
фотоответа. Был сделан вывод о неэлектрогенном характере переноса
электрона между FB
и водорастворимыми акцепторами электрона в ФС1. В присутствии
природных доноров электронов цитохрома с6 и
пластоцианина в кинетике фотоэлектрического ответа появлялась
дополнительная фаза нарастания в субмиллисекундной шкале времени
(около 20% от исходного фотоответа). Близкая по амплитуде, но
более медленная дополнительная фаза генерации мембранного потенциала
наблюдалась в присутствии больших концентраций искусственных доноров
электронов, которыми служили восстановленные формы тетраметил-п-фенилендиамина,
феназинметосульфата и дихлорофенолиндофенола. На основании полученных
данных было заключено, что наблюдаемый на донорной стороне ФС1
электрогенез обусловлен внутрибелковым переносом электрона от
границы гидрофобного слоя пигмент-белкового комплекса на фотоокисленный
первичный донор Р700+.