ИСТИНА

Большие успехи в области изучения трансформации энергии в процессе фотосинтеза сдвинули акцент в изучении первичных процессов в сторону выяснения механизмов их регуляции. Наименее изученным участком электрон-транспортной цепи фотосинтеза является акцепторная сторона фотосистемы 1 (ФС1), где осуществляется сопряжение с темновыми процессами фотосинтеза, циклическим электронным потоком вокруг ФС1, а также рядом других процессов (восстановление нитритов и сульфатов, восстановление тиоредоксина и так далее). Проект посвящен исследованию кинетики электронного транспорта и механизмов переключения электронного потока между белками ферредоксином, гидрогеназой и ферредоксин:НАДФ-редуктазой (ФНР). При помощи спектральных методов будет изучено влияние ингибиторов разных участков электронного транспорта, действие мутаций и условий среды на кинетические параметры флуоресценции микроводорослей. Будет построена общая компьютерная многочастичная модель взаимодействия фотосистемы 1, ферредоксина, гидрогеназы и ФНР, которая позволит изучить перераспределение электронных потоков в зависимости от физико-химических условий в клетке.

Изучение фотоиндуцированных изменений редокс-состояния реакционного центра ФС 1 Р700 показало, что относительный вклад циклического потока электронов вокруг ФС 1 в клетках диких штаммов Chlamydomonas reinhardtii 137с и сс406 больше, чем у высших растений. Кинетика изменений редокс-состояния Р700 у мутанта stm6, у которого цикл отсутствует, более похожа на регистрируемую у высших растений. Изучение влияния антимицина (АА), миксотиазола, пропилгаллата и разобщителя-протонофора FCCP на фотоиндуцированные изменения редокс-состояния пластохинонового пула и реакционного центра ФС 1 Р700 в голодающих по сере клетках C. reinhardtii двух штаммов показало, что АА подавляет циклический электронный транспорт вокруг ФС 1 в клетках штамма сс406 и не влияет на этот процесс у штамма 137с. В клетках этого штамма а присутствии АА возрастает восстановленность пластохинонового пула и повышается скорость донирования электронов на фотоокисленный Р700. Полученные результаты свидетельствуют, что в хлоропластах штамма 137с место действия АА находится на участке электрон-транспортной цепи, отличном от циклического. Методом прямого многочастичного моделирования было показано, что при увеличении pH стромы хлоропласта с 6 до 8 единиц, скорость взаимодействия ферредоксина и ФНР не изменяется, а скорость взаимодействия ферредоксина с гидрогеназой увеличивается в 4 раза, что указывает на возможную регуляцию электронного потока с акцепторной части ФС 1 за счет pH. Также были предсказаны мутантные формы гидрогеназы с повышенной скоростью взаимодействия с ферредоксином по сравнению с диким типом.