БИОХИМИЯ, 2014, том 79, вып. 3, с. 328–337
УДК 577.23
Вариабельность размера единичного строительного блока периферических светособирающих антенн как стратегия эффективного функционирования антенн переменного размера, контролируемого in vivo интенсивностью света
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: фотосинтез, структура и функция, периферические антенны.
Аннотация
Представленная работа продолжает цикл исследований, состоящих в поиске в природных антеннах фотосинтезирующих организмов тех принципов их организации, которые позволили реализовать in vivo большие и высокоэффективные светособирающие структуры. Самой большой антенной обладают зеленые фотосинтезирующие бактерии, способные расти в широком диапазоне интенсивностей света, адаптируясь к низким интенсивностям путем увеличения размера периферической БХл c/d/e-антенны. Однако увеличение размера антенны неизбежно требует изменений ее структуры для сохранения высокой эффективности ее функционирования. Проведенные модельные расчеты показали, что агрегация пигментов светособирающей антенны – будучи сама по себе одним из универсальных структурных факторов, оптимизирующих функционирование любой антенны – позволяет управлять эффективностью антенны, если степень агрегации пигментов является переменным параметром: эффективность антенны растет с увеличением размера единичного агрегата антенны. Это означает, что изменение степени агрегации пигментов, контролируемое размером светособирающей антенны, биологически целесообразно. В нашей предыдущей работе на примере олигомерной хлоросомной БХл с-суперантенны зеленых бактерий семейства Chloroflexaceae показано, что этот принцип оптимизации структуры вариабельной антенны, размер которой контролируется интенсивностью света в процессе роста культуры, действительно реализуется in vivo. В настоящей работе продолжены исследования этого феномена с расширением круга объектов исследований и экспериментов по изучению оптических линейных и нелинейных спектров хлоросом с различной структурой. Показано, что в олигомерных хлоросомных суперантеннах зеленых бактерий (из двух разных семейств, Chloroflexaceae и Oscillochloridaceae) единичный БХл с-агрегат имеет малый размер, а степень агрегации БХл с является переменным параметром, контролируемым размером всей БХл с-суперантенны, который, в свою очередь, контролируется интенсивностью света в процессе роста культуры клеток.