Сравнительное исследование деградации железосерных белков хлоропластов шпината и мембран термофильных цианобактерий при высоких температурах. Мёссбауэровская спектроскопия

Аннотация

Мёссбауэровские спектры хлоропластов шпината, выращенного на минеральной среде с изотопом ⁵⁷Fe, как и спектры мембран термофильной цианобактерии Synechococcus elongatus, имеют форму широкого асимметричного дублета, характерного для железосерных белков фотосистемы I (ФСI). Прогревание хлоропластов при фиксированной температуре в интервале 20–70° приводит к существенному изменению центральной части спектра, свидетельствующему о появлении компонент с меньшим квадрупольным расщеплением. Однако термоиндуцированный дублет с параметрами δ = 1,28 мм/с и ∆Q = 3,10 мм/с, соответствующий гидратированным формам двухвалентного железа и связанный с разрушением активных центров поверхностного белка ФСI ферредоксина, в случае шпината не наблюдается. Для сравнительного анализа мёссбауэровских спектров фотосинтетических мембран цианобактерии и шпината восстановлены функции вероятности распределения квадрупольных смещений (1/2 квадрупольного расщепления ∆Q) для трехвалентного железа. Расчет таких функций для обоих препаратов показал, что с ростом температуры прогрева уменьшается вероятность присутствия в них нативных железосерных центров F_X, F_A, F_B (интервал квадрупольных смещений 0,43–0,67 мм/с). На фоне этого процесса нарастает вероятность появления кластеров окисленного железа, плавно и медленно – для мембран термофильных цианобактерий и более выражено и дискретно – для хлоропластов шпината. Вероятность нахождения железосерных переносчиков F_X, F_A, F_B хлоропластов шпината резко падает и достигает нуля в интервале температур, вызывающих ингибирование транспорта электронов через ФСI. В случае цианобактерии термодеструкция железосерных центров ФСI, так же как и ее функциональная деградация, сдвинута в область более высоких температур. Полученные данные позволяют предположить, что термоповреждения ядра ФСI термофильных и мезофильных организмов происходят по одинаковой схеме: разрушаются переносчики F_X, F_A, F_B и высвобожденное из железосерных центров окисленное железо накапливается в виде многоядерных железокислородных кластеров, связанных с мембраной.

Текст статьи

Пожалуйста, введите код, чтобы получить PDF файл с полным текстом статьи: