БИОХИМИЯ, 2017, том 82, вып. 11, с. 1593–1614
УДК 577.355.3
Перенос электрона на акцепторном участке фотосистемы 1: взаимодействие с экзогенными акцепторами и молекулярным кислородом
Обзор
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: фотосистема 1, электронный транспорт, моделирование кинетики переноса электронов, экзогенные акцепторы электрона, взаимодействие с кислородом.
Аннотация
Обзор посвящен анализу механизмов и альтернативных путей переноса электрона в фотосинтетической электрон-транспортной цепи хлоропластов и цианобактерий. Рассмотрена регуляция потоков электронов между фотосистемами (ФС) 2, 1 и циклом Кальвина–Бенсона. Существенную роль в регуляции фотосинтеза играет перераспределение электронных потоков между нециклическим, циклическим и псевдоциклическим путями. Разобраны методы математического моделирования светозависимых электрон-транспортных процессов. Особое внимание уделено реакциям переноса электрона на акцепторном участке ФС1 и взаимодействию ФС1 с экзогенными акцепторами, включая молекулярный кислород. Представлена кинетическая модель ФС1, построенная с учетом экспериментальных данных по кинетике рекомбинации зарядов в препаратах изолированных комплексов ФС1 в присутствии экзогенных акцепторов электрона. Проанализированы кинетические и термодинамические параметры реакций переноса электрона в ФС1. Проведена оценка свободной энергии реакций переноса электрона между хинонными акцепторами А1А/A1B в симметричных ветвях редокс-кофакторов ФС1 и железо-серными кластерами FX, FA и FB. Определены константы скоростей второго порядка для переноса электрона от ФС1 на экзогенные акцепторы. Эти данные позволяют предположить, что побочное образование супероксид-радикала в ФС1 за счет восстановления молекулярного кислорода в сайте А1 (реакция Мелера) может составлять >0,3% от общего потока электронов в ФС1.