English

Архив публикаций

Тезисы

XXV-ая конференция

Применение моделей фотосистемы 2 и тилакоидной мембраны для оценки скорости выделения кислорода водо-окисляющим комплексом

Беляева Н.Е., Ермаченко П.А.1, Ризниченко Г.Ю.

Биологический факультет Московского государственного университета, 119992, Москва ГСП-2, Ленинские горы, natalmurav@yandex.ru (495)939-0289

1«Биосфера и Экотехнологии», Ростов-на-Дону; neo-ecology@mail.ru

1  стр. (принято к публикации)

Свет катализирует реакции окислительного расщепления молекул воды в водо-окисляющем комплексе (ВОК) реакционного центра (РЦ) фотосистемы 2 (ФС2). Захват квантов света, разделение зарядов с образованием закрытых РЦ ФС2 (Р680+Рhe-QA->Р680+QA-) энергетически обеспечивает перенос электронов, извлеченных из молекул воды, через промежуточный кофактор тирозин YZ на катион радикал Р680+• [1]. Образование молекул кислорода H2O->O2+4H+ в циклах переходов Si –состояний ВОК (i=1, 2, 3, 4) сопряжено [1] с выходом протонов в люмен. В наших работах [2] модель ФС2 включила комплекс реакций переноса электрона от ВОК в пул хинонов (PQH2) и аналитические зависимости для индуцируемых светом изменений (t), pHL(t), pHS(t). Количественное описание (ссылки в [2]) флуоресценции Хл а образца темновой адаптации in vivo получили, задавая динамически [1,2] константы скоростей и равновесия реакций донирования электрона от ВОК: P680YZS1<->P680+YZS1<->P680YZOXS1<->YZS2.

В модели ФС2 переносу электрона Р680*SiQA->Р680Si+1QA- (усредненному по Si состояниям) сопутствует поступление протона в люмен. Скорость реакций донирования электрона от ВОК на Р680+ можно сопоставить скорости генерации молекул O2. Фитируя расчеты в блоке модели ФС2 по световой индукции флуоресценции (ИФ) на стадиях нарастания OJIP до спада PS (t<2 c) [3], мы сравнили расчеты интенсивности генерации О2 в РЦ ФС2 лабораторных видов водорослей in vivo и проб фитопланктона из природных водоемов. Результаты [3] объяснили снижение генерации О2 ингибированием ВОК. Однако, для верификации расчетов генерации O2 при достижении стационарного состояния световой индукции необходимо применение модели Тилакоидной Мембраны (ТМ) [4]. Модель ТМ [4] фитирована (t<20 c) по ИФ листа и позволит анализировать на шкале времени до десятков секунд стадии переноса зарядов H2O->QA->PQH2->P700->Fd->NADP на основе моделирования OJIPSMT фаз ИФ водорослей, цианобактерий и природного фитопланктона.

Литература

1. G. Renger (2012) Biochimica et Biophysica Acta 1817, 1164–1176

2. Belyaeva N, Schmitt FJ, Paschenko V, Riznichenko G, Rubin A (2015) Modelling of the redox state dynamics in photosystem II …from single flash induced fluorescence quantum yield changes on the 100 ns–10 s time scale. Photosynth Res 125:123–140

3. Ermachenko P, Belyaeva N, Riznichenko G, Klementiev K, Paschenko V, Konyukhov I, Voronova E, Pogosyan S. Quantifying fluorescence yield and O2 generation in... Abstracts, 8th Int Conference “Photosynthesis Research for Sustainability-2017” Hyderabad, India, P. 99

4. Belyaeva N, Bulychev A, Riznichenko G, Rubin A (2016) Thylakoid membrane model of the Chl a fluorescence transient and P700 induction kinetics …. Photosynth Res 130:491–515.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533