БИОХИМИЯ, 2010, том 75, вып. 7, с. 944–953
УДК 577.355.3
Первичный перенос электрона в реакционных центрах мутантов YM210L и YM210L/HL168L Rhodobacter sphaeroides
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: фотосинтез, разделение зарядов, реакционный центр, волновой пакет, перенос электрона.
Аннотация
Исследована роль тирозина М210 в разделении зарядов и в их стабилизации посредством анализа фемтосекундных осцилляций в кинетиках спада стимулированного излучения Р* и накопления первичного состояния с разделенными зарядами P+BA– в реакционных центрах (РЦ) мутантов YM210L и YM210L/HL168L Rhodobacter (Rba.) sphaeroides при сравнении с аналогичными осцилляциями в нативных РЦ Rba. sphaeroides. В РЦ мутантов TyrM210 заменен на Leu. Мутация HL168L понижает редокс-потенциал пары P+/P на 123 мВ по сравнению с таковым в нативных РЦ, что создает теоретическую предпосылку для стабилизации P+BA–. Кинетики спада Р* при 940 нм обоих мутантов показывают значительное замедление первичной реакции разделения зарядов по сравнению с таковой в нативных РЦ. Отчетливые затухающие осцилляции в этих кинетиках с основными частотами в области 90–150 см–1 отражают главным образом ядерные движения внутри димера Р. В РЦ обоих мутантов регистрируется формирование очень слабой полосы поглощения BA– при 1020 нм. Формирование полосы BA– сопровождается затухающими осцилляциями с основными частотами от ~10 до ~150 см–1. В мутанте YM210L/HL168L наблюдается только частичная стабилизация состояния P+BA– в форме небольшой неосциллирующей подставки в кинетиках при 1020 нм. В мутанте YM210L эта стабилизация зарядов отсутствует. Для объяснения быстрой стабилизации состояния P+BA– в нативных РЦ предложена модель осцилляторной реориентации ОН-группы TyrM210 в электрических полях P+ и BA–. Предположено, что небольшие компоненты осцилляций при 330–380 см–1 в кинетиках при 1020 нм нативных РЦ отражают эту реориентацию. Сделан вывод, что, скорее всего, отсутствие TyrM210 не может быть компенсировано понижением свободной энергии P+BA–, как ожидалось для двойного мутанта YM210L/HL168L. Осциллирующее движение молекулы воды НОН55 под действием P+ и BA– предположительно вносит дополнительный вклад в механизм стабилизации P+BA–.