Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Эйнор Л.О. Реконструирование энергетических механизмов фотосинтеза

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.09 Mб
Скачать

цитохромов Ъ и /. Тем не менее попытки добиться вымывания цитохромов группы b из такого осадка при использовании широ­ кого спектра солевых растворов или смесей с органическими рас­ творителями оказались пока безуспешными. Инкубация суспен­ зии осадка в фосфатном буфере нейтрального рН с равным объ­ емом 10%-ного холата приводит к частичной солюбилизации только Цит f, но не цитохромов группы Ь.

Из наших опытов можно было сделать вывод, что обработка хлоропластов ацетоном, хотя и нарушает нативную структуру ламелл, вызывает частичную денатурацию цитохромов. Цит b в составе осадка сохранял способность к окислительно-восста­ новительным превращениям, но терял способность к растворе­ нию. Не удалось также перевести Цит b в раствор при примене­ нии бутанола, фенола, петролейного эфира, серного эфира, и его смеси с этанолом.

Действие гидролаз. Обработка хлоропластов гидролитичес­ кими ферментами не получила признания как метод выделения пигмент-белковых комплексов, в отличие от применения детер­ гентов, и лишь эпизодически используется для разрушения хло­

ропластов. Обычно

гидролазы применяют

для

изучения

строе­

ния хлоропластов,

а также в отдельных случаях для исследова­

ния ЭТЦ. Приведем примеры таких работ.

 

 

 

Инкубация

с липазой уменьшает дихроизм

хлоропластов, а

с протеазой—

увеличивает. На основании

этих данных,

Томас

иХардвельд [904] сделали вывод, что молекулы хлорофилла окружены липидным слоем, который разрушается липазой, в ре­ зультате чего ориентация молекул хлорофилла может несколько нарушаться. Протеаза, наоборот, изменяет форму липопротеидов,

ипри частичном разрушении ламелл происходит «уплощение» липопротеидов. В результате дихроизм при обработке трипсином увеличивается.

Мантаи [707] сообщил о применении трипсина для изучения ЭТЦ хлоропластов. Изменение спектров низкотемпературной флуоресценции хлоропластов шпината при их обработке липазой и протеазой наблюдал Брил [270, 271]. В этих случаях происхо­ дило начальное усиление реакции Хилла, вызванное, вероятно, разобщением, но затем фермент ингибировал транспорт элект­ ронов.

Островская с сотр. [99, 101], изучая влияние галактолипазы, папаина и трипсина на спектральные и фотохимические свойства хлоропластов гороха, сравнивала изменение этих свойств в обо­ гащенных ФС-1 и ФС-П частицах после их выделения путем ин­ кубации с дигитонином. Установлена, в частности, роль галактолипидов в организации ПБЛВ-комплекса, относящегося к ФС-1, но не к ФС-П.

Ввиду неспецифичности действия гидролаз едва ли в бли­ жайшее время следует ожидать важных результатов от их при-

менения в выделении ПБЛВ-комплексов, в особенности комплек­ сных препаратов протеаз, например проназы из Bacillus subtilis. Наоборот, применение тонко и точно действующих гидролаз, вы­ деляемых из змеиных ядов, например фосфолипазы из яда коб­ ры, весьма перспективно. Однако отчетов о законченных исследо­ ваниях с применением такой обработки для выделения ПБЛВкомплексов пока нет.

Описанные выше приемы с использованием неводных раство­ рителей, детергентов или гидролаз для выделения ПБЛВ-комп­ лексов в большей или меньшей степени изменяют нативные ПБЛВ-комплексы. Попытки избежать такого рода воздействий с помощью разрушения хлоропластов физическими методами'за­ служивают особого внимания, однако разработка этих методов находится в начальной стадии. Поэтому следует сделать общий вывод, что проблема выделения нативных ПБЛВ-комплексов остается до конца не решенной. С этим отчасти связано отсут­ ствие в литературе однозначного, сколько-нибудь четкого опре­

деления понятия «пигмент-белковый

комплекс».

Исследователи

н авторы соответствующих обзоров чаще всего

вообще избега­

ют давать определения [718, 321, 425,

426, 76].

 

Искусственные пигмент-белковые комплексы. В общее поня­ тие «пигмент-белковые комплексы» включают также искусствен­ ные образования, создаваемые соединением хлорофилла из од­ ного источника с белками (илипидами) из других источников. Ис­ кусственные пигмент-белковые комплексы начали создавать еще до того, как были достигнуты первые успехи на пути выделения естественных пигмент-белковых комплексов из хлоропластов.

Одними из таких работ раннего периода являются исследова­ ния Вишняка [39, 949] фотохимических и энзиматических свойств комплекса, полученного добавлением спиртового раство­ ра хлорофилла к экстрагированному ацетоном хлоропластному материалу. Вишняк, наблюдая (в атмосфере гелия) восстанов­ ление окисленного глутатиона в присутствии глутатионредуктазы и НАДФ+, пришел к заключению, что восстановление глу­ татиона может служить мерой восстановления НАДФ+. Фото­ химическая активность измерялась также по уменьшению редокс-потенциала при включении света. (Очень важно, что про­ кипяченные или подвергнутые замораживанию экстракты не бы­ ли эффективными. Поэтому реконструированная система в дан­ ном случае включала фотохимический и энзиматический меха­ низмы. Часто исследователи забывают о подобном контроле, что существенно снижает ценность полученных ими результатов). В опытах Вишняка не было получено данных о том, что донором электронов является вода. Вероятнее всего, донорами электро­ нов служили другие компоненты экстракта.

Уолкен [1009] добавлял 85%-ный ацетоновый раствор пиг­ ментов из хлоропластов к различным белковым растворам. До­ бавление желатина, бычьего сывороточного альбумина или

Y-глобулина вызывало образование комплексов. Спектры этих комплексов сравнивались со спектрами иативных хлоропластов.

В лаборатории Красновского в течение многих лет изучают­ ся различные фотохимические модели, в том числе модели с белками [65, 67, 31, 30, 32]. Развивая прежние исследования по изучению механизма участия хлорофилла в инициируемых све­ том процессах переноса электрона и протона [65], Красновский показал, что хлорофилл, осажденный в виде комплекса с Цит с, вызывает его окислительно-восстановительные превращения.

Необходимо подчеркнуть, что между подобными фотохими­ ческими моделями и так называемыми пигмент-белковыми комп­ лексами, создаваемыми Гиллером, Сапожниковым [45], Толибековьш [131], Серебровской, Лозовой [77, 122], и между нативными или модифицированными пигмент-белковыми комп­ лексами существуют различия принципиального характера. 1

Чрезвычайное углубление представлений о механизме фото­ синтеза привело к осознанию сложности функций, выполняемых всеми компонентами хлоропласта как в биохимическом, так и в структурном отношении. Поэтому применение искусственных комплексов целесообразно только для решения четко сформули­ рованных задач из области фотохимии, некоторых эволюцион­ ных вопросов и т. д. Однако в настоящее время вряд ли можно серьезно рассматривать вопрос об искусственном фотосинтезе на основе таких пигмент-белковых комплексов.

4. ИЗУЧЕНИЕ ПБЛВ-КОМПЛЕКСОВ, ОТНОСЯЩИХСЯ К ДВУМ ФОТОСИСТЕМАМ

За последние годы с помощью методов препаративной биохи­ мии достигнуты значительные успехи в воспроизведении реакций фотосинтеза вне целого хлоропласта. К важнейшим достижени­ ям следует отнести разделение хлоропластов на ПБЛВ-комплек- сы и достаточно подробное сравнительное изучение их биохими­ ческого состава и фотохимической активности.

Первое сообщение по этому вопросу было опубликовано Боардманом и Андерсон только в 1964 г. [246, 167], но эта об­ ласть исследований стала развиваться особенно стремительно. Естественно, что необычайно бурное развитие исследований в каком-либо направлении является весьма весомым доказатель­ ством его важности.

Авторы первых публикаций избрали для дробления тилакоидных мембран детергенты с дальнейшим разделением частиц дифференциальным центрифугированием. Отдельные фракции были получены при строгом контроле среды инкубации хлоро­ пластов, силы поля гравитации и времени центрифугирования.

Новый толчок исследованиям по разделению фотосистем да­ ло использование физических методов разрушения мембран —• озвучивания или выделения ПБЛВ-комплексов продавливанием

через калиброванные отверстия при высоком давлении. Преиму­ щество физических методов состоит в том, что удается, во-пер­ вых, избежать химического воздействия детергентов как агентов, активно реагирующих с отдельными компонентами комплексов и вытесняющих из них липиды, а во-вторых, получать более чет­ кие фракции частиц. Рассмотрим эти работы.

Действие детергентов и фракционирование фотохимических систем. Боардман и Андерсон впервые так подобрали условия* состав среды, скорость и время центрифугирования, что отдель­ ные выделенные фракции были обогащены частицами, представ­ ляющими ФС-І или ФС-П.

Ниже приведены основные сведения об условиях выделения частиц после получасовой инкубации хлоропластов из шпината в 0,5%-ном дигитонине при температуре 0 С. Отдельные фрак­ ции охарактеризованы по отношению Хл а/Хл b [247] (табл. 1)1

Т а б л и ц а 1 Выделение частиц из хлоропластов после инкуба­

ции с дигитонином

(по Боардману и Андерсон)

Условия

Время

Распре­

 

центрифу­

Хл а/Хл Ь

центрифугирования, g

гирования,

деление

 

мин

Хл. %

 

Исходные хлоропласты

_

 

2,83

1 ООО

10

19,0

2,36

10 ООО

30

46,2

2,27

50 ООО

30

12,3

4,40

144 000

60

11,7

5,34

Супернатант

10,8

3,76

Соответствующие осадки, ресуспендированные Боардманом и

Андерсон в фосфатном буфере, получили

название по

величи­

нам g,

при которых

их осаждали. Частицы, которые не удалось

осадить, центрифугированием

в течение 1 ч

при 144 000 g,

были

обозначены как супернатант 144 000 g.

 

 

 

 

Для

лучшего

разрешения

пиков

Хл а и Хл & in vivo авторы

изучали

спектры

при

температуре

жидкого

азота [77° К] . На

рис.

32

из работы

Боардмана с соавт. [249] сравниваются

спектры

поглощения

фракций

10 000 g и

144 000 g.

Фракция

10 000 g обнаружила

увеличение

поглощения

при 650 и 470 нм,

что

доказывает

более

высокое

содержание

Хл Ь. Плечо

при

490

нм, очевидно,

обусловлено

каротиноидами.

Фрдкция

144 000 g обнаруживает увеличение поглощения при 705—710 нм, что свидетельствует о высоком содержании дальней красной фор­ мы Хл а. Из разностного спектра фракции 144 000 g против 10 000 g, определенного при комнатной температуре, следует, что фракция 10 000 g содержит относительно больше формы Хл a670i

Для фракции 144 000 g, полученной после процедур фрагмен­ тации с дигитонином, отношение Хл/П700 было равно 205, а для

целых хлоропластов — 440. Фракция 10 000

g

содержала

1 моль

П700 только на 690 моль Хл [168, 244].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод

разделения,

предложенный

Боардманом

и Андерсон,

вызвал

появление большого числа исследований с использовани­

 

 

 

 

 

 

ем

как

дигитонниа,

 

так

и

D

А

 

 

 

других

детергентов. Охки

и

0.8

 

 

 

Такамия

[781,]

 

использова­

 

// ' 1

 

 

 

ли

 

фрагментацию

с

помо­

0,6 Г

\ А

 

 

 

щью

дигитонина

для

более

 

 

\

\

 

 

подробной

характеристики

 

1 г

\

 

 

фракций,

выделяемых

при

 

 

 

\ X

 

 

центрифугировании

в гради­

 

 

А\\ \

 

 

Q2

 

 

 

енте плотности сахарозы

при

 

 

 

V

 

 

51 000

g в течение

50

мин.

0

 

 

 

 

 

Эти

исследователи примени­

W

 

500

600

700 А,нн

ли

 

сравнительно

высокую

Рис. 32. Спектры поглощения частиц из

концентрацию

 

дигитонина

фракций после инкубации с дигитонином

(20 : 1, по

отношению

к хло­

при

выделении путем

дифференциально­

рофиллу) . Из трех выделен­

го

центрифугирования.

 

ных

фракций

одна

 

относи­

из

осадка 144 000 g (по

Боардману с соавт.

лась

к ФС-1

и

содержала

/ — фракция

из осадка

10 000

8. 2 — фракция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2491).

 

 

 

 

90%

всего П700,

найденного

 

 

 

 

 

 

в двух

других. Авторы

под­

твердили распределение хлорофилла поровну между фотосисте­ мами, однако не выявили существенных различий между двумя фракциями, относящимися к ФС-П, но выделенными раздельно. Фотохимическая активность хлоропластов из фракций после об­

работки дигитонином

показана

в табл. 2

[166].

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2

Скорость

восстановления окислителей, мкмоль/мг

Хл-н

 

Фракция

Феррици-

ДХФИФ

НАДФ+

НАДФ+

+

аиид

+ АК

+

 

 

 

 

 

+ Д Х Ф И Ф

Хлоропласты

255

152

96

 

 

Хлоропласты после

 

 

 

 

инкубации с дигито­

 

 

 

 

нином

 

138

81

33

18

 

1 000

g

209

139

24

14

 

10 000

g

160

61

17

17

 

50 000

g

43

0

0

70

 

144 000

g

0

0

0

123

 

Опернатант

 

 

 

 

 

"144 000

g

0

0

0

103

 

Обработка хлоропластов дигитонином приводит, вообще го­ воря, к резкому снижению уровня реакции Хилла. Поэтому ак-

тивность должна сравниваться с активностью целых хлоропла­

стов,

также подвергнутых действию дигитонина. Фракции

1000 g

и 10

ООО g относительно

активнее с феррицианидом и ТХФИФ,

чем «целые хлоропласты»

(но с дигитонином), и намного

актив­

нее мелких частиц. Выделение кислорода находится в стехиомет-

рическом отношении с восстановлением феррицианида.

Наобо­

рот,

весьма велика активность восстановления НАДФ+ мел­

кими

частицами

в присутствии

электронодонорной системы

АК +

ДХФИФ, тогда как «тяжелые» частицы в этом отношении

проявляют слабую

активность.

 

 

Активность

супернатанта 144 000 g на 20—30% ниже

актив­

ности фракции

144

000 g.

 

 

Действие неионного детергента

тритона Х-100 также

приво­

дит к получению ПБЛВ-комплексов, относящихся к двум фото­ системам [943, 939, 263, 267, 268].

Концентрации тритона Х-100 порядка 0,008% разобщают ре­ акцию ФФ, а концентрации порядка 0,01—0,02% ингибируют реакцию Хилла, хотя реакции ФС-І при этом происходят [942]. В работах группы Вернона для разделения частиц использовали 0,05, 0,2 и 4%-ную концентрации этого детергента. Высокие концентрации приводили к более глубокому разрушению хлоро­ пластов.

Метод получения фотохимически активных частиц в работе с тритоном Х-100 сводится к следующему: хлоропласты из шпина­ та выделяли в 0,35 М NaCl с 0,02 М грыс-буфером. рН 7,8, затем инкубировали в растворе сахарозы (конечная концентрация 0,5 М) с трициновым буфером рН 7,5 и 4%-ным тритоном Х-100

при 0° С. При центрифугировании в

течение

20 мин фракция

10 000 g содержала частицы, относящиеся

к

ФС-И: отношение

Хл а/Хл b составляло 2, содержание лютеина было

повышено

[943]. Ранее в работах группы Вернона эта

фракция

называ­

лась P-I, затем во избежание путаницы

ее

переименовали в

ТСФ-Н (тритон-субхлоропластные фрагменты ФС-П).

 

Фракцию частиц ФС-І осаждали

при 144 000 g за

10 ч цен­

трифугирования (фракцию назвали

PD-10, а

позднее

ТСФ-І).

Эта фракция весьма напоминала фракцию 144 000 g из дигитони­ на [939]. Отношение Хл а/Хл b составляло 5,7. Частицы в при­ сутствии А К + Д Х Ф И Ф восстанавливали НАДФ+ при добавле­ нии Фд, Фп и Пц. Активность исчезала при нагревании до 40° С за 5 мин. Таким образом, с помощью тритона Х-100 удалось, в конечном итоге, получить субхлоропластные частицы, которые, подобно субхлоропластным частицам, полученным с помощью дигитонина в работах группы Боардмана, относятся соответ­ ственно к ФС-І или ФС-П. Однако, по-видимому, тритон Х-100 ведет себя более агрессивно по отношению к энзиматическим ак­ тивностям, характерным для обеих фотосистем.

Долгое время при использовании тритона Х-100 вообще не удалось получить фотохимически активные частицы [939].

В табл. 3 сравнивается

состав частиц, относящихся

к ФС-П

и ФС-І, выделенных путем

обработки дигитонином (по

Боард-

ману с соавт. [247]) и тритоном Х-100 (по Вернону с соавт. [939, 940]). Фракции 10 000 g и ТСФ-П относятся к ФС-П при обра­ ботке соответственно дигитонином и тритоном Х-100, как описа­ но выше, а фракции 144 000 g и ТСФ-І относятся к ФС-І. В по­ следнем столбце приведены данные из работы Вернона с соавт. для не обработанных детергентом хлоропластов.

Состав субхлоропластных

частиц

 

 

Т а б л и ц а 3

 

 

 

 

 

 

 

 

Фотосистема И

Фотосистема 1

Целые хлоро­

 

Компонент

10 000 g

 

 

 

 

ТСФ-П

144 000 g

ТСФ-І

пласти (по

 

 

 

Днгитоннн

Тритон

Днгитоннн

Тритон

Вернону)

Хл

а

 

 

67

67

85

85

70

Хл

6

 

 

33

33

15

15

30

П700

 

 

0,14

0,5

0,5

1,4

0,4

Хл

а/Хл

Ь

 

2

2

5,7

5,7

2,4

Р-Каротин

 

 

7

6

14

16

6,3

Лютеин

 

 

15

16

6

6

9,6

Неоксантин

 

5

2

2

1

2,5

Виолаксантнн

А

6

3

5

1

2,8

Пластохинон

2,1

1.8

3

5,5

7,2

Пластохннон

В

0.2

0,2

1.2

4,5

4,2

Пластохинон С -f- D

0,7

0

0,6

3,3

а-Токоферолхинон

0,8

0,3

1,8

0,5

1,9

Цитохром

6в

 

0

(2)

Цитохром

/

 

0

(2)

Цитохром

6559

1

0

Моногалактозил -дигли -

 

25

 

церид

 

 

53

115

Дигалактозил-диглнце-

30

12

60

рид

 

 

 

Фосфатидил - гл ицерол

16

5

21

Сульфолипидлецитин

6

2

9

Белок

 

 

1,7

0,5

1,2

1,0

0,4

Все величины выражены в молях на 100 моль Хл a-f-Хл Ь. Брил с сотр. [271] применяли деоксихолат натрия для выделе­ ния фрагментов из хлоропластов. Наилучшее разделение дости­ гнуто при концентрации 0,4% в 0,15 М К О при концентрации хлорофилла 100 мкг/мл. Тяжелые фрагменты (10 000 g, 30 мин),

обогащенные Хл 6

= 1,9 j ,

обнаруживали низкотемпера­

турные спектры флуоресценции при 683 и 695 нм и были неак­ тивны в отношении реакции Хилла с ДХФИФ. Во фракции 144 000 g, полученной центрифугированием за 60 мин, отноше­ ние -ё^ч равно 6,6. Максимум низкотемпературного спектра флуо-

ресценции находился при 735 нм. Деоксихолат, как и додецилсульфат натрия, также не нашел пока применения. Дигитонин и тритон Х-100 использовались до сих пор наиболее широко. По степени повреждающего действия фотохимических функций дигитонин оказывается более мягким, чем тритон Х-100, кото­

рый, в свою очередь, обладает

менее разрушающим эффектом,

чем додецилсульфат натрия.

 

 

 

Биохимический состав субхлоропластных частиц. Особенно­

сти поглощения

и флуоресценции. Типичные

спектры

флуоре­

сценции целых

хлоропластов

и частиц, относящихся

к ФС-П

(10 000 g) и ФС-І (144 000 g),

измеряемой при комнатной тем­

пературе и температуре кипения жидкого азота

(77° К), показа­

ны на рис. 33.

 

 

 

 

Рис. 33. Спектры

флуоресценции при температуре 293° К (1) и 77° К

(2) целых

хлоропластов (а),

частиц фракций

10 000 g

(б) и 144 000 g

(в) (по

Боардма-

ну [249]).

 

 

 

 

 

Гедерстанд

и Говинджи

описали

особенности

абсорбции и

флуоресценции

пигментов при сравнении частиц

Д-10 и Д-144

(10 000 g

и 144 000 g при фрагментации дигитонином) при ком­

натной и

низких

температурах [416]. Плечо

при 650 нм, обна­

руживаемое

во

фракции

Д-10, указывает

на сравнительное

обогащение

этой

фракции

Хл Ь. Эта фракция

содержит относи­

тельно большие

количества формы Хл 670. Абсорбционные мак­

симумы для фракций Д-10 и Д-144 находятся соответственно при 677 и 679 нм, тогда как для целых хлоропластов — при 678,5 нм. В супернатанте 144 000 g максимум обнаруживается при 675 нм, что указывает на содержание в нем солюбилизированного диги­

тонином хлорофилла. Нагревание фракций

в течение 2 мин при

65° С сдвигает максимум поглощения в

обеих фракциях до

669—670 нм. Авторы пришли к выводу, что по сравнению с фрак­ циями частиц Д-10 и Д-50 мелкие частицы содержат больше пространственно ориентированных молекул хлорофилла.

Крамер и Батлер [318] изучили производный спектр погло­ щения частиц хлоропластов, выделенных после фрагментации с дигитонином. Производный спектр интактных хлоропластов имел

полосы 641 (а), 652 (Ь), 663 (с), 673 (d), 682 (е), 686

(f),

ю*

147

690

(g) и 698 нм (h). Для частиц ФС-П

были характерны поло­

сы

641, 652, 663, 673

и 682 нм, а для

частиц ФС-І — 690 и

698

нм наряду с другими

полосами.

 

Для частиц ФС-П характерно наличие двух типов Хл а с мак­ симумами поглощения при 670 и 676 нм, для частиц ФС-І — один тип Хл а с максимумом при 680 нм.

Один из выводов работы состоял в констатации трудностей разделения частиц без взаимного загрязнения.

Изучение особенностей флуоресценции показало, что при комнатной температуре фракция 144 ООО g флуоресцирует слабо. Выход флуоресценции не усиливается в условиях окисления — восстановления или при добавлении моноурона, или же при вне­

сении кофакторов и энзимов, стимулирующих перенос

электрона

на НАДФ+

[249J. Фракция

10 000 g флуоресцирует

сильнее.

Добавление

феррицианида

ослабляет флуоресценцию во

фракции 10 000 g, тогда как гидросульфит или моноурон усилива­ ют ее.

Эти отношения иллюстрируются следующими сравнительны­

ми показателями квантового выхода флуоресценции,

экв/кв,

по

фракциям хлоропластов:

 

 

 

Хлоропласти (контроль)

0,007

 

 

Хлоропласты, в 0,5%-ном

 

 

 

днгитоннне

0,011

 

 

10 000 g

0,016

 

 

144 000 g

0,003

 

 

Хл а, в этаноле

0,235

 

 

Эти данные соответствуют заключению Дюйсенса и Свирса

[356], что Хл а в ФС-І флуоресцирует

слабо, тогда

как он же

в ФС-П способен к относительно сильной флуоресценции,

уро­

вень которой зависит, правда, от окислительно-восстановитель­ ных условий.

.•Спектры флуоресценции целых хлоропластов, охлажденных до 77° К, обнаружили полосы при 683, 693 и 735 нм. Фракция 10 000 g выявила низкотемпературный спектр флуоресценции, который оказался сходным с таковым в неразрушенных хлоро­ пластах, но с уменьшенной полосой при 735 нм. Его вклад в об­ щую флуоресценцию составлял 60% по сравнению с 75% в слу­

чае хлоропластов. Для спектра фракции

144 000 g, наоборот,

характерно преобладание флуоресценции

при 735 нм, вклад ее

в общую флуоресценцию по расчету составляет 97%. Фракции,

выделенные

из озвученных хлоропластов,

не обнаруживали

изменений в спектрах при /7° К [249], откуда

следовало, что на­

блюдаемые

спектры

во фракциях 10

000 g и 144 000 g не явля­

лись артефактами,

обусловленными

различными

размерами

частиц. Было сделано заключение, что флуоресценция

хлоропла­

стов при 735 нм, охлажденных до 77° К, обусловлена

главным

образом ФС-І, а при 683 и 693 нм — ФС-Н

[247, 244]. К анало-

гичному выводу пришли Кок и Рураински [634]. При 735 нм, по-видимому, флуоресцирует форма Хл а с максимумом погло­ щения при 705 нм [245].

Боардман с соавт. [249] измеряли спектры возбуждения флуоресценции фракций 10 000 g и 144 000 g при 20° С и 77° .К- Кванты, поглощенные при 470 нм, более эффективны по отно­ шению к квантам, поглощенным при 436 нм, в возбуждении флу­ оресценции с фракцией 10 000 g, чем с фракцией 144 000 g. Этот результат позволяет предположить наличие более высокого уров­ ня содержания Хл Ь во фракции 10 000 g. Но более важное за­ ключение состоит в том, что Хл Ь и каротиноиды сенсибилизиру­

ют флуоресценцию Хл а в обеих фотосистемах;

иначе говоря,

Хл

Ь и каротиноиды

проявляют активность в «собирании

уро­

жая

квантов»

света

для первичных фотохимических процессов

ФС-І и ФС-П

[244],

будучи активнее в частицах

ФС-П

[245].

Восстановление реагентов Хилла. Если с целыми хлоропла­ стами скорость восстановления НАДФ+ в присутствии экзоген­ ного Фд достаточно высока и в этом случае добавок Фп не тре­ буется [329], то для реконструкции ЭТЦ с частицами 144 000 g необходимо вносить как Фд, так и Фп [246, 166].

Фотохимическая активность фракции 144 000 g заметно ва­ рьирует также при обработке различными образцами дигитони­ на [245]. Элстнер и Требст [363, 919] показали, что мелкие частицы, полученные после обработки дигитонином, увели­ чивают фоторедукцию НАДФ+ при добавлении Пц или Цит / из эвглены.

Согласно Вернону с соавт. [938], в присутствии Фд, Фп и Пц скорость фоторедукции НАДФ+ с фракцией частиц 144 000 g до­

стигает

1400 мкмоль/мг

Хл • ч при

рН 6,0.

Стимуляция

фото­

редукции НАДФ+ мелкими частицами из

хлоропластов

го­

роха в

присутствии Пц

показана

также Акуловой и Мухи­

ным [2].

 

 

 

 

Арнон с соавт. [185] исследовали активность ФФ в частицах после фрагментации с дигитонином. Скорость НФФ с частицами 10 000 g была втрое меньше, чем с целыми хлоропластами, а с

частицами

144 000 g равнялась нулю.

Отношение

~ Р / 2 е ~ для

фракции 10 000 g составляло

0,6

с

феррицианидом

и

0,8

с

НАДФ+. ЦФФ составляло 13% по отношению к целым

хлоро­

пластам

в

присутствии Фд,

1 8 % — к

менадиону

и

2 4 % — к

ФМС.

В

противоположность

частицам

10 000

g,

частицы

144 000

g были неактивны с менадионом или Фд, а с ФМС

ак­

тивность составляла только 15%- Арнон и соавт. [185]

рассмат­

ривали

обнаруженную частицами

10 000 g

активность

в

восста­

новлении НАДФ+ как доказательство возможности восстановле­ ния НАДФ+ посредством одной ФС-П и указывали на сходство этих частиц по химическому составу с частицами, выделенными Боардманом с соавт. [246, 166]. В то же время Арнон с соавт, подчеркивали [185], что способность тяжелых частиц к фото-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ