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.

МОДЕЛЬ РАБОТЫ В ИНЖЕНЕРНО – ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

Статья в формате PDF 251 KB...

17 08 2026 21:26:54

ПРИМЕНЕНИЕ МОНОКЛОНАЛЬНЫХ АНТИТЕЛ К В-ЛИМФОЦИТАМ ПРИ РЕВМАТОИДНОМ АРТРИТЕ

Статья в формате PDF 140 KB...

16 08 2026 9:44:40

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НОВОРОЖДЕННЫХ ДЕТЕЙ С ВРОЖДЕННЫМИ ПОРОКАМИ ЦЕНРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Статья в формате PDF 116 KB...

15 08 2026 1:12:23

НОРМАЛЬНАЯ МИКРОФЛОРА КИШЕЧНИКА У РАБОЧИХ НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Статья в формате PDF 111 KB...

14 08 2026 3:58:35

Исследование плаценты в диагностике врожденного сифилиса

Статья в формате PDF 117 KB...

13 08 2026 1:29:23

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ ПУТЕМ ПОДБОРА КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ ДОБАВОК

Статья в формате PDF 242 KB...

12 08 2026 3:33:35

РОЛЬ МЕДИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭПИДЕМИОЛОГИЮ НАРКОМАНИИ И АЛКОГОЛИЗМА В СОЧИ

Статья в формате PDF 112 KB...

11 08 2026 18:16:44

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОЙ ОСНОВЫ МАЛОЦЕННЫХ ПРОДУКТОВ РАЗДЕЛКИ РЫБ

Статья в формате PDF 267 KB...

10 08 2026 17:44:52

МЕХАНИЗМЫ ЦЕРЕБРО-ВАСКУЛЯРНЫХ ПОРАЖЕНИЙ У НОВОРОЖДЕННЫХ.

Статья в формате PDF 138 KB...

09 08 2026 14:19:58

НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ИНВЕСТИЦИОННО-СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ В РФ

Статья в формате PDF 108 KB...

08 08 2026 4:53:26

Цитокиновый статус девочек и дeвyшек-подростков в оценке репродуктивного здоровья

Статья в формате PDF 107 KB...

07 08 2026 17:13:17

ПОДГОТОВКА СТУДЕНТОВ НА БАЗЕ ЗВЕРОВОДЧЕСКИХ ХОЗЯЙСТВ

Статья в формате PDF 118 KB...

06 08 2026 21:49:41

Отдельные вопросы эпидемиологии туберкулеза среди работников железнодорожного трaнcпорта

Статья в формате PDF 110 KB...

05 08 2026 23:14:22

ВЗАИМОСВЯЗЬ УРОВНЯ МЕТАБОЛИЗМА КОЛЛАГЕНА И ПОВЕДЕНИЯ КРЫС В ТЕСТЕ «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»

В работе методом дискриминантного анализа исследована взаимосвязь между уровнем метаболизма коллагена и особенностями поведения крыс в тесте «Открытое поле». Обнаружено, что крысы с высокой активностью процессов катаболизма коллагена делают большее число уринаций при тестировании по сравнению с другими животными. В то же время особи с высоким уровнем анаболизма коллагена проявляют в «Открытом поле» повышенную горизонтальную двигательную активность. Учет этих хаpaктеристик поведения и массы тела крыс позволяет предсказывать особенности метаболизма коллагена у животных с точностью до 85%. ...

04 08 2026 7:25:51

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ФЛАВОНОИДОВ ИЗ ПИЖМЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

Статья в формате PDF 193 KB...

03 08 2026 15:24:58

ЛОСКУТ НА ЗАНЯТИЯХ ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ В ДОШКОЛЬНОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ УЧРЕЖДЕНИИ

Статья в формате PDF 315 KB...

02 08 2026 7:42:51

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ОТОБРАЖЕНИЯ ПРОСТРАНСТВ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С РУЧЕНИЯМИ

Статья в формате PDF 118 KB...

01 08 2026 2:37:30

РОЛЬ НЕЭНДОКРИННЫХ КЛЕТОК В ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ГОМЕОСТАЗА

Статья в формате PDF 114 KB...

31 07 2026 8:33:36

Право и долг в самосознании русского народа

Статья в формате PDF 113 KB...

30 07 2026 6:54:37

СПЕЦИФИКА СОПРЯЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛИ И ИНСТРУМЕНТА, ОБРАЗУЮЩИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКУЮ ВИНТОВУЮ ПАРУ С ПЕРЕКРЕЩИВАЮЩИМИСЯ ОСЯМИ

Приведены новые положения теории зацепления, отражающие специфику цилиндрической винтовой пары «инструмент-деталь» ...

29 07 2026 17:29:44

К ВОПРОСУ О СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ГЕМОМИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА

Статья в формате PDF 114 KB...

28 07 2026 19:34:30

ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА БРОНХОЛЕГОЧНОЙ ДИСПЛАЗИИ У НОВОРОЖДЕННЫХ

Статья в формате PDF 153 KB...

27 07 2026 19:44:34

термодинамика и люминесцентный газовый анализ

В работе рассмотрены термодинамические аспекты люминесцентного газового анализа. Молекулы красителя, адсорбированные на поверхности пористого вещества или внедренные в полимерную пленку, рассматриваются как система невзаимодействующих частиц, погруженная в термостат. Для относительной интенсивности флюоресценции молекул красителя получена связь с основной термодинамической хаpaктеристикой термостата – энергией Гиббса. Определены термодинамические ограничения точности газового анализа. Показано, что оптимальной основой для люминесцентного анализатора является полимерная пленка с наименьшим значением поверхностного натяжения. ...