БИОХИМИЯ, 2016, том 81, вып. 6, с. 764–773
УДК 577.3
Нефотохимическое тушение флуоресценции в антенных комплексах ФСII катион-радикалом реакционного центра
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, 119991 Москва; факс: +7(495)939-1115, электронная почта: vz.paschenko@gmail.com
2 НИИ им. А.Н. Белозерского, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991 Москва
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: фотосистема II, нефотохимическое тушение, фотохимические реакции, светособирающая антенна, реакционный центр.
Аннотация
В прямом эксперименте были измерены константы скорости фотохимического kР и нефотохимического kP+ тушения флуоресценции мембранных фрагментов фотосистемы II, а также кислород-выделяющих ядерных частиц ФСII и ядерных частиц, лишенных кислород-выделяющего комплекса. Для этого был реализован новый подход в методе импульсной флуорометрии. В «темновом» состоянии РЦ измеряли кинетики затухания флуоресценции антенны при низкоинтенсивном возбуждении (λ = 532 нм, частота следования импульсов – 1 Гц) и регистрации свечения с помощью электронно-оптической камеры (ЭОК). Для создания «закрытого» [P680+QA–] состояния РЦ было использовано высокоинтенсивное импульсное (532 нм) предвозбуждение образца (накачка), опережающее на 8 нс измерительный импульс света. В этих условиях под действием импульса накачки в РЦ формировалось состояние [P680+QA–], после чего кинетику флуоресценции антенны измеряли с помощью пробного слабого пикосекундного импульса света, подаваемого на образец через 8 нс после импульса накачки. Аппроксимацию данных проводили в двухэкспоненциальном приближении. Оказалось, что эффективность тушения флуоресценции антенны фотоактивным пигментом РЦ в окисленном (P680+) состоянии в ~1,5 раза выше, чем эффективность тушения нейтральным (P680) состоянием РЦ. Для верификации полученных с помощью ЭОК данных были проведены контрольные измерения кинетики затухания флуоресценции комплексов ФСII методом однофотонного счета. Полученные результаты подтвердили выводы, сделанные на основе измерений с использованием ЭОК. В данном случае аппроксимацию кинетики проводили в трехэкспоненциальном приближении, при этом использовали значение τ1, полученное при анализе данных, зарегистрированных с помощью ЭОК. Дополнительный третий компонент, получаемый при моделировании данных в методе однофотонного счета, описывает рекомбинацию зарядов P680+Pheo–. Таким образом, впервые в прямом эксперименте было определено отношение kP+/kP = 1,5. Обсуждаются механизмы большей эффективности нефотохимического тушения флуоресценции антенны катион-радикалом РЦ по сравнению с фотохимическим.