Биологический каталог




Структура и функции мембран

Автор В.К.Рыбальченко, М.М.Коганов

ен-циал» для электродов, отобранных для изучения динамики Н+-транспортных процессов в фотосинтетических мембранах.

Лабораторная работа М 12. Быстродействующий метод рН-метрии высокого разрешения

Ход работы. Выделить препарат хлоропластов и суспендировать их в незабуференной инкубационной среде в соответствии с указаниями лабораторной работы № 7. Необходимо также определить концентрацию хлорофилла в суспензии и ее буферную емкость. Последнюю операцию целесообразно проводить при помощи изготовленного и от-калиброванного стеклянного электрода.

Суспензию хлоропластов с эквивалентным содержанием хлорофилла 250—300 мкг/мл вносят в зазор тонкослойной ячейки между ее прозрачным дном и рабочей поверхностью Н+-селективной мембраны стеклянного электрода.

После 10—15 мин темновой адаптации хлоропласты освещают световым импульсом с Х^бЪО нм. Свет с такой длиной вцлны возбуждает обе фотосистемы, и в мембранах хлоропластов возникает нециклический перенос электронов от воды на НАДФ+. Сопряженные с переносом электронов Н+-транспортные процессы регистрируются быстродействуtpfHOjed

г

©

X=1-exp(-pt)

fi I

г igp

Рис. 56. Динамика сдвига рН, вызванного в суспензии хлоропластов световым импульсом с А.^650 им:

а — полная кривая сдвига рН, записанная в экспоненциальной временной развертке; б — амплитудно-частотный спектр индуцированных вспышкой «элемеитар-

ных» процессов Н -транспорта

ющим рН-электродом. Типичная кривая индуцированного вспышкой сдвига рН в суспен- + (

зии хлоропластов приведена на Поглощение Н рис. 56, а. Амплитудно-частот- ш/ре Ь1 -ный спектр кривой отклика j хлоропластов обычно содержит четыре «элементарных» процесса Н+-транспорта, существенно отличающихся по скоро- 0 сти, амплитуде и направлению.

Два из них представляют собой реакции потребления Н+ из инкубационной среды — это первый и третий процессы. Они имеют характеристические времена соответственно ~5Х XW-2 си ~4 с, Характеристические времена процессов, протекающих с выделением Н+ (второго и четвертого), составляют соответственно ~2си ~2 -102 с. При этом сумма амплитуд процессов потребления Н+ больше суммы амплитуд процессов выделения Н+. В результате при действии светового импульса на суспензию хлоропластов возникает быстрое и вполне обратимое увеличение рН среды.

Действие серии вспышек, наносимых с интервалом в 5 с на суспензию хлоропластов, вызывает постепенное под-щелачивание реакционной среды (рис. 57). Вначале рН растет по линейному закону, но затем, с увеличением числа вспышек, этот рост замедляется и кривая выходит на плато. Реакция хлоропластов на последовательные вспышки меняется следующим образом. Амплитуда и скорость

первого, наиболее быст-икончание импульс- рого, процесса Н+-транс-ного освещения ?орта остаются неизмен-

ными, а скорость и ампли-

1 2 Номапй импульсного освещения t,MUH

Рис. 57. Динамика суммарного подщелачиваиия суспензии хлоропластов, освещеииой серией вспышек (интервал между вспышками — 5 с, Х.!> >650 им) туда второго, обратно направленного, процесса резко возрастают с увеличением числа вспышек. В результате, по мере действия световых импульсов, процессы подщелачи-вания среды (первый и третий) компенсируются процессами подкисления (вторым и четвертым) и в системе устанавливается квазистационарное состояние, характеризуемое определенным сдвигом рН в среде (участок плато на кривой). После прекращения освещения хлоропластов происходит частичная релаксация сдвига рН, однако исходный уровень рН в суспензии не достигается.

Лабораторная работа М 13.

Изменения в динамике сдвига рН,

вызываемого в суспензии хлоропластов

световым импульсом при действии различных факторов

Ход работы. Для изучения действия различных факторов на динамику сдвига рН, вызываемого в суспензии хлоропластов световым импульсом, регистрируется отклик на вспышку суспензий хлоропластов, содержащих диурон, ФКФ и МА. Введение в среду инкубации диурона или ФКФ световые импульсы не вызывают изменений рН суспензии хлоропластов, так как сдвиг рН в суспензии хлоропластов, не содержащей этих соединений, сопряжен со светоиндуцн-рованным переносом электронов по редокс-цепям и трансмембранным разделением зарядов.

В присутствии МА вспышка света индуцирует появление быстрорелаксирующего сдвига рН (рис. 58, а). При

действии серии вспышек сдвиги рН становятся практически обратимыми и общий уровень рН в среде не изменяется. Существенно изменяется кинетика процес-

„, г „ . , ^, сов Н+-транспорта по сравнению

0 0,2 0,4 0,6 X=1-exp(-pt) к

р=0,83Г1 _

Поглощение и * Н*из среды п or. 'J)

1 "

Рис. 58. Динамика процессов Н+-траис-~ порта, вызываемых световым импульсом в суспензии хлоропластов, содержа-

,-LT© 1 'II * ^ tgp щей 1,5-10~2 М метиламина:

^' «II г а — полная кривая сдвига рН, записанная в

, /э> экспоненциальной временной развертке; б —

&рНшш,ед амплитудно-частотный спектр процессов Н+-

.1 транспорта в присутствии метнламнна (сплош-

I В"Ч /V /*Ч /V /V ные линии) н в контроле {штриховые линии);

I ^ ^ ^1 ^s. в — динамика подщелачнвания суспензии д уд 20 t С хлоропластов, содержащей метиламин, серией о ' вспышек (/,^650 нм, интервал между вспышек камн 5 с) с контролем. Параметры самого быстрого, первого, процесса подщелачивания суспензии остаются неизменными, а амплитуда и скорость второго, обратно направленного, процесса Н+-транспорта резко возрастают. Наблюдаемые изменения в амплитудно-частотном спектре кривой (рис. 58, б) обусловлены природой «элементарных» процессов Н+-транспорта. Так, первый процесс быстрого подщелачивания суспензии — это сопряженный с переносом электронов по редокс-цепям хлоропластов транспорт Н+ внутрь тилакоидов. Второй, обратно направленный, процесс — выход поглощенных в первом процессе Н+ в среду через АТФ-синтетазный участок мембраны. В присутствии МА происхо

страница 65
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Структура и функции мембран" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(21.10.2019)