МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭТАПОВ ФОТОСИНТЕЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЧАСТИЦ ФСI

Авторы
Файлы

Климова Я.А. Перевозчикова Н.М. Ткачевская Е.П. Миронов А.Ф. Статья в формате PDF 117 KB

Исследование механизмов фотосинтеза необходимо для понимания на молекулярном уровне процессов трaнcформации световой энергии в химическую. Известно, что в фотосинтезе задействованы два больших белковых комплекса - фотосистема II и фотосистема I (ФСI). Центральная часть ФСI составлена из гомологичных цепей PsaA и PsaB, за которыми следует цепь PsaC. Первые две цепи имеют в качестве редокс-активных кофакторов димер хлорофиллов (P₇₀₀), четыре хлорофилла а (A и A₀), два филлохинона (A₁) и один железосерный кластер (F_X), а PsaC содержит два железосерных кластера (F_A и F_B). В процессе электронного трaнcпорта электрон проходит по цепи кофакторов от первичного донора Р₇₀₀ до терминального акцептора F_X. Наиболее интересным и до сих пор наименее изученным является участок электрон-трaнcпортной цепи, на котором задействован филлохинон (витамин К₁).

Витамин К₁ (2-метил-3-фитил-1,4-нафтохинон) выполняет роль вторичного акцептора в комплексе фотосистемы I высших растений, водорослей и цианобактерий. В процессе переноса электрона филлохинон функционирует в сопряжении с белковыми молекулами, претерпевая цикл превращений: хинон - гидрохинон - хинон. Эти окислительно-восстановительные реакции могут иметь либо ионный, либо радикальный механизм.

Существует гипотеза о промежуточном состоянии в ФСI витамина К₁ в виде нафтохроманола (2,5 - диметил - 2 - (4,8,12 - триметилтридецил) - 3,4 - дигидро - 2Н - нафто[1,2-в]пиран - 6 - ола), который можно рассматривать как структурный изомер дигидровитамина К₁.

Для подтверждения возможности образования нафтохроманола в ФСI при трaнcформации филлохинона в его восстановленную форму мы выделяли из листьев шпината и модифицировали частицы ФСI экстpaкцией вторичного акцептора органическими растворителями с последующей реконструкцией его функции за счет экзогенных витамина К₁ и нафтохроманола. Получали комплексы ФСI, содержащие:

1 нативную и 1 экзогенную молекулу филлохинона;
1 нативную молекулу филлохинона и 1 экзогенную молекулу нафтохроманола;
1 нативную молекулу филлохинона и эквимолярную смесь экзогенных филлохинона и нафтохроманола;
2 экзогенные молекулы филлохинона;
2 экзогенные молекулы нафтохроманола;
эквимолярную смесь экзогенных филлохинона и нафтохроманола.

Образцы модифицированных частиц ФСI исследовали с помощью регистрации светоиндуцированных абсорбционных изменений в ответ на единичные вспышки света при 703 нм, отражающие окислительно-восстановительные свойства первичного донора электрона Р₇₀₀.

В частицах ФСI без одной молекулы филлохинона при встраивании экзогенных А₁-компонентов наблюдалось увеличение доли окисленого Р₇₀₀, самый высокий процент был отмечен для витамина К₁ (17,2%). Нафтохроманол, возможно, встраиваясь в комплекс ФСI, увеличивал степень окисления Р₇₀₀ на ~9%. При реконструкции эквимолярной смесью филлохинон/нафтохроманол мы зарегистрировали конкуренцию нафтохроманола с витамином К₁.

В частицах ФСI без двух молекул филлохинона отмечено незначительное окисление Р₇₀₀. Результаты этого эксперимента служат доказательством решающей роли филлохинона в процессе переноса электрона. Невысокую активность можно объяснить гетерогенностью, свойственной ФСI, не позволяющей модифицировать ~10-20% комплексов. При встраивании экзогенных А₁-компонентов в частицы ФСI, не содержащие вторичного акцептора А_1, отмечено увеличение доли окисленного Р₇₀₀ на ~76-300 %. Это связано с тем, что частицы ФСI, не содержащие ни одного А₁, стремятся включить экзогенный нафтохинон и тем самым восстановить перенос электрона к кластеру F_X. Также нами было отмечено, что система, содержащая одну эндогенную молекулу филлохинона, работает эффективнее, нежели система с двумя экзогенными молекулами. При встраивании двух молекул нафтохроманола также наблюдалось увеличение доли окисленного Р₇₀₀. Примечательно, что в конкурентной реакции с витамином К₁ количество молекул нафтохроманола, встроенного в частицы ФСI, увеличивалось в 3 раза.

Результаты, полученные методом оптической спектроскопии свидетельствуют о существенной роли филлохинона в процессе переноса электрона, а также подтверждают предположение о возможном участии нафтохроманола как структурного изомера дигидровитамина К₁ в процессе переноса электрона в ФСI.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТРАЕКТОРИИ В ОБЛАСТИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН

Статья в формате PDF 102 KB...

26 03 2026 23:29:36

СМЕНА ЛАНДШАФТНОЙ ОБСТАНОВКИ В ОКРЕСТНОСТЯХ Г. КАДНИКОВА

Статья в формате PDF 88 KB...

25 03 2026 5:14:19

ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ СИТУАЦИЮ

Статья в формате PDF 254 KB...

24 03 2026 15:58:58

ЭТНОПОЛИТИЧЕСКИЕ И ПРАВОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФЕДЕРАЛИЗМА В РОССИИ (электронное учебное пособие)

Статья в формате PDF 126 KB...

23 03 2026 8:45:17

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ КУРСЫ ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ НАЧАЛЬНЫХ ЦЕРКОВНЫХ ШКОЛ В РОССИЙСКОЙ ИМПЕРИИ

Статья в формате PDF 313 KB...

22 03 2026 11:47:42

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИММУНОСЕНСОРОВ В УРГЕНТНОЙ МЕДИЦИНЕ

Статья в формате PDF 127 KB...

21 03 2026 0:33:34

ПЛАЦЕНТАРНАЯ ЩЕЛОЧНАЯ ФОСФАТАЗА – МАРКЕР ЭМБРИОНАЛЬНЫХ И МАЛИГНИЗИРОВАННЫХ ТКАНЕЙ

Плацентарную щелочную фосфатазу (ПЩФ) относят к белкам, ассоциированным с беременностью и опухолевым ростом. ПЩФ образуется в плаценте и фетальных тканях, в крови беременных женщин выявляется с 10–14 недель в количестве от 1,0 до 40,0 Ед/л, сохраняясь в кровотоке после родов в течение 10–14 дней. ПЩФ является маркёром герминогенных опухолей, обнаруживается в биологических жидкостях, эпителиальных клетках, фибробластах стромы и эндотелии новообразующихся сосудов опухолевой ткани при paке лёгкого и других органов, что следует учитывать при назначении лечения. ...

20 03 2026 3:29:39

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МАГНИТОТЕРАПИИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ АНГИОПАТИИ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

Статья в формате PDF 96 KB...

19 03 2026 2:19:20

ПРОБЛЕМЫ ЭТИОЛОГИИ И ПАТОГЕНЕЗА ГЕСТОЗА

В обзоре изложены современные представления об этиологии и патогенезе гестоза. Рассмотрена роль иммунокомплексной патологии как пускового механизма в развитии гестоза, значение нарушения продукции плацентой цитокинов с иммуносупрессивным действием при осложненном течении беременности. Проведен анализ данных литературы относительно роли недостаточности вазодилатирующих факторов, в частности, оксида азота в патогенезе гестоза. Оценена роль активации системы ренин-ангиотензин-альдостерон, интенсификации процессов перекисного окисления липидов как факторов развития гипертензивного синдрома при беременности. ...

18 03 2026 20:58:23

Состояние местных факторов защиты у детей в зависимости от степени риска по развитию болезней органов дыхания

Статья в формате PDF 115 KB...

17 03 2026 4:16:19

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ НАКОПЛЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ ТОКСИЧНЫХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Статья в формате PDF 166 KB...

16 03 2026 4:34:53

ПРИЛОЖЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ К ПРОГНОЗУ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЛЕГКОГО БЕТОНА

Основным механизмом теплообмена для капиллярно-пористых физических систем (типа легкого бетона) является контактная теплопроводность, которая осуществляется благодаря связанным между собой процессам: переходом тепла от частицы к частице через непосредственные контакты между ними и переходом тепла через разделяющую промежуточную среду. С термодинамической точки зрения теплообмен в легких бетонах представляет собой теплоперенос (поток тепла Q), а точнее перенос энтропии (S), под действием градиента температуры (Т), осуществляемый, в соответствии со вторым законом термодинамики, от мест с более высокой к местам с меньшей температурой. Термодинамическая идентичность коэффициента теплопроводности () и S позволила, на базе второго закона термодинамики, вывести общее уравнение для прогноза теплопроводности легкого бетона в условиях его эксплуатации. Установлено, что релаксация теплопроводности (τ) пропорциональна затуханию объемных деформаций бетона (Θ), вызванных температурным градиентом и уровнем напряжения (η). Экспериментальные исследования теплопроводности легкого бетона подтвердили затухающий хаpaктер изменения Δλ как функции времени (t) и деформативности. ...

15 03 2026 7:27:51

ВЗАИМОСВЯЗЬ ВЫЯВЛЕНИЯ АНТИТЕЛ К СТРУКТУРНЫМ И НЕСТРУКТУРНЫМ БЕЛКАМ HCV И ОБНАРУЖЕНИЕМ РНК HCV ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ГЕПАТИТЕ С

Статья в формате PDF 93 KB...

14 03 2026 10:59:28

ВНЕШНИЕ СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА АВТОМОБИЛЬ

Статья в формате PDF 266 KB...

13 03 2026 23:44:14

СПЕЦИФИКА РАЗВИТИЯ ЦЕННОСТНОЙ СФЕРЫ СПЕЦИАЛИСТА В УСЛОВИЯХ НЕПРЕРЫВНОГО СОЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 103 KB...

12 03 2026 10:26:59

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СПОРТИВНОЙ МОТИВАЦИИ У ДЕТЕЙ К ЗАНЯТИЯМ ВОЛЕЙБОЛОМ

Статья в формате PDF 312 KB...

11 03 2026 19:11:35

ОСНОВЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ (электронное учебное пособие)

Статья в формате PDF 83 KB...

10 03 2026 10:54:16

КЛИНИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕПТОСПИРОЗА

Статья в формате PDF 130 KB...

09 03 2026 15:10:25

РЕГЕНЕРАЦИЯ ЭПИДЕРМИСА И ОМОЛОЖЕНИЕ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 127 KB...

08 03 2026 8:12:22

РОЛЬ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В УСТОЙЧИВОМ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ БИОСФЕРЫ И НООСФЕРЫ

Статья в формате PDF 113 KB...

07 03 2026 5:21:23

ДЕРМАЛЬНЫЕ ФИБРОБЛАСТЫ И СТАРЕНИЕ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 145 KB...

06 03 2026 8:48:56

УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Статья в формате PDF 189 KB...

05 03 2026 2:21:15

ВИДЫ ОПЕРАЦИЙ НА СЕЛЕЗЕНКЕ ПРИ ЕЕ ТРАВМЕ

Представлен обзор литературы, посвященный хирургическому лечению повреждений селезенки. Особое внимание отводится хирургическому лечению, направленному на сохранение этого органа с помощью лазерной техники. Показано, что пpaктика использования операций, направленных на сохранение селезенки при ее травме прошла несколько этапов. Применение таких хирургических вмешательств во многом зависит от технического оснащения операционного блока. ...