БИОХИМИЯ, 1999, том 64, вып. 2, с. 225–233
УДК 577.352.3
Исследование функциональной термодеструкции железосерных белков мембран термофильной цианобактерии Synechococcus elongatus методом мессбауэровской спектроскопии
Поступила в редакцию 13.04.1998
После доработки 30.06.1998
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Мессбауэровская спектроскопия, термофильные цианобактерии, фотосистема I, железосерные центры, термоустойчивость, восстановленное железо.
Аннотация
На основании известных значений квадрупольного расщепления (Δ) и химического сдвига (δ) для железосодержащих компонентов фотосинтетического аппарата разработана модель разложения Мессбауэровских спектров (80К) нативных мембран термофильной цианобактерии Synechococcus elongatus. Используя эту модель, мы проанализировали термоиндуцированные изменения интенсивности компонентов Мессбауэровских спектров мембран и препаратов фотосистемы (ФС) I цианобактерии. Прогревание мембран при 70-80° приводит к снижению амплитуды компонентов, связанных с железосерными центрами Fx, FA, Fв и ферредоксинами ФС I, увеличению интенсивности дублетов неспецифически связанного окисленного железа и образованию дублета восстановленного железа с Δ = 3,10 мм/с и δ = 1,40 мм/с, характерными для его неорганических гидратированных форм. Прогревание препаратов ФС I также вызывает снижение амплитуды дублетов железа железосерных белков и рост интенсивности дублетов окисленного железа, но не приводит к образованию восстановленного неорганического железа. Сопоставление интенсивностей компонентов Мессбауэровских спектров интактных и прогретых образцов свидетельствует о том, что основным источником двухвалентного неорганического железа в мембранах являются ферредоксины, а образование трехвалентного железа железонакопительных белков происходит за счет железосерных центров Fx, FA и Fв.Исчезновение компонента, связанного с ферредоксинами, и накопление восстановленного железа в образцах мембран происходит в интервале температур, вызывающих ингибирование переноса электронов через ФС I на кислород. Полученные данные свидетельствуют о том, что термоиндуцированное образование восстановленного железа и нарушение транспорта электронов с участием ФС I в мембранах S.elongatus взаимосвязаны и обусловлены в первую очередь деградацией железосерных центров ферредоксинов. Результаты работы обсуждаются в связи с возможной ролью образования восстановленного железа в реакциях повреждения и инактивации фотосинтетического аппарата при повышении температуры и других экстремальных физико-химических воздействиях.