Биологический каталог




Структура и функции мембран

Автор В.К.Рыбальченко, М.М.Коганов

на световой импульс представляет собой суперпозицию двух реакций — восстановления выделяющегося кислорода и окисления компонента R. В результате в амплитудно-частотном спектре экспериментальной кривой наблюдаются три процесса. Первый обусловлен восстановлением кислорода, выделяющегося под действием вспышки. Его скорость примерно такая же, как и в контроле, но амплитуда существенно меньше. Процесс 3' — образование в системе окисляющегося компонента R. Процесс 2' — выработка из объема ячейки электроактивных веществ — кислорода и компонента R. Амплитуда и направление этого процесса определяются соотношением количеств указанных веществ, а скорость — диффузией их к электроду и практически не отличается от скорости процесса 2' на рис. 65.

Известно, что при нанесении серии вспышек в суспензии хлоропластов в анаэробных условиях происходит накопление восстановленной формы терминального акцептора электронов НАДФ-Н, а также увеличение Red/Ox — отношения всех других окислительно-восстановительных систем электрон-транспортных цепей. В частности, это может тормозить реакцию образования кислорода из-за отсутствия «стока» электронов на восстановленных участках электрон-транспортной цепи (сравните рис. 65 и рис. 67, процесс 1). Для устранения этих эффектов блокировки к суспензии хлоропластов необходимо добавить избыток окисленной формы терминального акцептора электронов — НАДФ+. К новой порции суспензии хлоропластов перед опытом добавляют в темноте НАДФ+. Суспензию вносят в ячейку и после выработки растворенного в ней кислорода и темно-вой адаптации хлоропластов ячейку освещают вспышкой. При этом наблюдается существенное увеличение амплитуды ответа хлоропластов на световой импульс — более чем в два раза по сравнению с контролем. Это связано с тем, что эндогенного фонда акцепторов в препарате изолированных хлоропластов недостаточно для протекания нециклического процесса переноса электронов во всех редокс-цепях хлоропластов, а при добавлении НАДФ+ в процесс включалось большее количество цепей. В присутствии экзогенного НАДФ+ предварительное действие вспышек с последующей темновой адаптацией не вызывает изменений реакции хлоропластов на одиночный световой импульс. Картина, подобная изображенной на рис. 67, не наблюдается даже после нанесения 80—100 вспышек. Очевиднр, накопление ощутимых количеств компонента R возможно только при резком дефиците акцепторных уровней. При достаточно высоком соотношении НАДФ+/НАДФ-Н накопления восстановленной формы компонента R не происходит.

Лабораторная работа №19.

Изучение действия химических агентов

на процессы выделения кислорода хлоропластами

Ход работы. Заключительный этап работы посвящен изучению действия различных химических агентов, обладающих избирательным действием по отношению к разным компонентам электрон-транспортных цепей и реакции фотофосфорилирования, на процессы выделения кислорода хлоропластами. С этой целью к хлоропластам добавляют такие агенты, как диурон, САК и ФКФ-

При введении в суспензию хлоропластов диурона световой импульс не вызывает выделения кислорода (рис. 68,6). Амплитудно-частотный спектр кривой светоиндуцированного ответа содержит только процессы, соответствующие реакции окисления компонента R (3' и 2'). Поскольку диурон блокирует транспорт электронов от воды и соответственно выделение кислорода, световой импульс в присутствии ингибитора вызывает перенос электронов по ре-докс-цепи только в одной, первой, фотосистеме. Донорами электронов в данном случае являются переносчики, расположенные между двумя фотосистемами, которые в анаэробных условиях находятся в восстановленном состоянии. В результате ' электроны, поступающие от переносчиков на П700+, под действием вспышки переносятся по фотосистеме I, вызывая образование НАДФ-Н и АТФ (рис. 69). j~| Диурон

®

©

-гт I I I I и

©

П

I I

Диурон>ФКФ

о,5 igp

-о,5 j j@ о,5 (gp

©

Рис. 68. Динамика индуцированных вспышкой кривых ток — время в

суспензиях хлоропластов, содержащих различные ингибиторы:

а — кинетика кривых ток — время, записанных в экспоненциальной временной развертке; б — амплитудно-частотный спектр кривой в присутствии диурона (штриховые линии — контроль); в — амплитудно-частотный спектр в присутствии диурона и САК (штриховые линии — спектр в присутствии диурона); г — амплитудно-частотный спектр кривой в присутствии диурона н ФКФ Штриховые линии — спектр в присутствии диурона)

Добавление к суспензии хлоропластов диурона и САК приводит к резкому подавлению процесса окисления компонента R (см. рис. 68, в). Амплитуды процессов 3' и 2' уменьшаются почти в 20 раз по сравнению с соответствую-

щий»

Рис. 69. Схема цепи переноса электронов мембраны хлоропластов и пункты действия ингибиторов:

ве, eJSj, f — цитохромы; Пх — пластохинон; Пц — пластоцнанин; Фд — ферредок-син; ФВФ — ферредоксинвосстанавливающий фактор; Z — первичный акцептор; САК — салнцнлальдоксим; П 680. П 700 — фотохимические реакционные центры щими величинами для одного диурона. Это связано с тем, что САК, блокирующий окислительно-восстановительные превращения одного из переносчиков, расположенных между фотосистемами, — пластоцианина, подавляет перенос электронов к П700+.

В присутствии диурона и ФКФ, полностью блокирующего синтез АТФ в хлоропластах, реакция окисления компонента R протекает довольно слабо (амплитуда процесса 3', как правило, примерно в 5 раз меньше, чем в суспензии, содержащей только диурон; (см. рис. 68, г). Очевидно, для накопления восстановленной формы компонента необходимо образование АТФ (наряду с НАДФ-Н).

Таким образом, при отключении фотосистемы II световой импульс вызывает перенос электронов в фотосистеме I, фондом электронов для которой являются восстановленные формы переносчиков, расположенные между двумя фотосистемами. Единственным продуктом, который способен в этих условиях к электрохимическому превращению на электроде, является компонент R.

На рис. 69 показана схема электрон-транспортной цепи хлоропласт

страница 71
< 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)