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

редукции НАДФ+ быстро теряется при инкубации в растворе

0,5% -ного

дигитонина.

 

 

 

 

 

Скорость фоторедукции для НАДФ+, по Арнону с соавт., со­

ставляла 62 и для феррицианида

116 мкмоль/мг

Хл-ч, а

по

Бо-

ардману

[166]

соответствующие

величины

составляли

17

и

160 мкмоль/мг

Хл-ч. Боардман,

в отличие

от

Арнона,

считает,

что скорость фоторедукции НАДФ+ по сравнению со скоростью фоторедукции ДХФИФ относительно невелика. Однако это рас­ хождение имеет принципиальное значение, так как, согласно концепции Кнаффа и Арнона, частицы ФС-П обладают способ­

ностью

к фоторедукции

такого

низкопотенциального акцептора,

каким

является НАДФ+

[620]. Боардман, считая, что

частицы

10 000

g проявляют

в этом отношении

низкую

активность,

как

нам кажется, склонен скорее расценивать эти данные

как

ре­

зультат загрязнения

фракции 10 000 g

другими

фракциями

ча­

стиц [245]. На низкую скорость восстановления

НАДФ+ тяже­

лыми

фрагментами

указывают

также

Фринд

[401],

Хеннин-

жер с соавт. [483],

Сиронваль

с соавт.

[872],

результаты

ко­

торых

согласуются

с данными

лаборатории Боардмана, а

не

Арнона.

 

 

 

 

 

 

 

В первых работах группы Вернона с частицами, полученными с применением тритона Х-100, не удалось обнаружить фоторе­ дукции ДХФИФ во фракции частиц ТСФ-П (т. е. во фракции частиц ФС-П). Однако при использовании в процессе обработ­ ки тритоном высоких (0,5М) концентраций сахарозы выделен­ ные частицы проявили слабую активность. Наоборот, фракция ТСФ-І не обнаружила активности фоторедукции ДХФИФ, но в присутствии Д Х Ф И Ф + А К восстанавливала на свету НАДФ+ [939]. В той же работе приводятся данные о том, что в обеих фракциях фрагментов определялась активность каталазы и пероксидазы и показывается, что ТСФ-І, но не ТСФ-П, прояв­ ляла активность каталазы и пероксидазы. Поэтому авторы пред­ положили, что эти ферменты не имеют отношения к механизму разложения воды, а являются защитными ферментами восста­ новительной стороны цепи переноса электрона,— перекись мо­ жет быть образована в результате реакции с кислородом пере­ носчика, восстановленного этой цепью.

Распределение металлов по фракциям. Проведенные в груп­ пе Боардмана [167] анализы на содержание металлов по фрак­

циям фрагментов 10 000

g и 144 000 g

были сделаны в расчете

на магний (содержание

магния должно

быть эквивалентно со­

держанию хлорофилла). Были получены следующие результаты!

Фракция Mg Мп Fe Си

Хлоропласти

100

1,37

4,16

1,88

10 000

g

100

1,93

2,11

1,0

144 000

g

100

0,41

3,41

1,62

Мп необходим для выделения Ог, и его распределение по фракциям очень характерно: хлоропласты содержат 1 Мп/73 Хл,

фракция 10 000 g

1 Мп/52 Хл. Поэтому сделано заключение, что

Мп

локализован

в ФС-П. Так как весь хлорофилл распределен

равномерно между фотосистемами, то фракция

10 000 g

содер­

жит

70% Мп, а ФС-І — только 30%. Фракция

144 000 g

содер­

жит

больше железа (1 Fe/29 Хл) и меди (1 Си/62 Хл), чем

фракция 10 000 g

(соответственно 1/48 и 1/100).

 

 

Распределение

каротиноидов и хинонов. По

данным

Боард-

мана и Андерсон, общее содержание каротиноидов во фракциях 144 000 g и 10 000 g приблизительно пропорционально общему содержанию хлорофилла [247, 244], но отношения в них отдель­ ных каротиноидов разные. Лютеин и неоксантин, согласно Лихтенталеру [663], распределены между фракциями ФС-П и ФС-І как 21/7 и 3,5/0,5 (в расчете на 100 молекул Хл а). По его мнению, Боардман и Андерсон [247] не отделяли пластоглобулы, что внесло ошибки в приводимые ими величины распределе­ ния производных фенола по фракциям из хлоропластов шпина­ та. Распределение хинонов исследовалось также Хеннинжером с

сотр. [483]. Содержание

пластохинонов

Л и С (на 1 мг хлоро­

филла) оказалось

относительно

низким

во фракциях

1000 g и

10 000 g и высоким во фракции 50 000 g.

 

 

 

Фринд, Олсон,

Редферн

[401] обнаружили

низкую

концен­

трацию хинонов во фракциях

1000 g и 10 000 g из хлоропластов

сахарной свеклы, однако не наблюдали

повышенного

содержа­

ния хинонов во фракции 50 000 g.

 

 

 

 

Лихтенталер

[663]

показал,

что

осадки,

полученные во

фракциях частиц обработанных дигитонином хлоропластов при возрастающем числе оборотов в пределах от 60 000 до 100 000 g, не содержат пластоглобул; ему удалось получить относительно «чистые» частицы ФС-І.

В расчете на 100 молекул Хл а частицы ФС-І содержат, в противоположность неразрушенным тилакоидам, сравнительно низкие концентрации пластохинонов, но более высокие концен­ трации витамина К. Отсюда был сделан вывод, что последний ассоциируется с ФС-І.

Чтобы избежать ошибок, вызванных загрязнением частиц пластоглобулами в ходе анализов, Лихтенталер вычислил состав липидов по фракциям ФС-І и ФС-П, исходя из определений их общего содержания в тилакоидах с учетом определений в одной ФС-І. Полученные им данные [663] представлены в табл. 4. Особенно обращает на себя внимание тот факт, что почти весь витамин Ki ассоциируется с частицами ФС-І. Токохинон явля­ ется окисленной формой а-токоферола. Большой интерес пред­ ставляет вопрос, состоит ли значение этой окислительно-восста­ новительной пары в реакциях ЭТЦ, или же главную роль эти вещества играют как антиоксиданты. Тогда каково их отноше­ ние к каталазе и пероксидазе ФС-І?

Из

расчетов Лихтенталера

[663] следует,

что на 2 моль ви­

тамина

Ki приходится 1 моль

П700

и 1 моль

Цит Ь6. Содержа­

ние пластохинонов и а-токоферола

в тилакоидах

(без

учета

пластоглобул) более высокое — по три молекулы на одну

моле­

кулу. По составу липидов различаются и фракции

частиц ФС-І

и ФС-П, выделенные с помощью детергента тритона Х-100. Оба типа частиц заметно отличны от исходных ламелл хлоропластов и между собой. В процентном отношении фракция ТСФ-П содержит несколько меньше хлорофилла (который создает глав­ ную часть пула неполярных групп) и значительно меньше, по сравнению с «нативной» ламеллой, полярных липидов. Фракция

ТСФ-І

также

содержит

намного

меньше

полярных и неполяр­

ных липидов, чем исходный материал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4

Распределение компонентов липоидной фракции между ФС-П и ФС-І

 

(по Лнхтенталеру)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На 100 молекул Хл а молекул

 

Фотосистема

Хл а

Лютеин

Пх

а-токо­

а-токо-

витамина

хинонов

Хл Ь

Каротин

 

 

общего

ферола

хинона

к,

пластид

 

 

 

 

ФС-И

 

2

2

8

3

0,5

0,1

11,6

ФС-І

 

5

0,5

2

2

0,3

1,3

5,6

Детергенты удаляют предпочтительнее полярные липиды; от­ сюда Верной с соавт. [939] заключили, что тритон Х-100, внед­ ряясь в ламеллы, расщепляет их на фрагменты посредством за­ мещения в них полярных липидов, причем при последующем разделении их центрифугированием обнаруживается два типа таких фрагментов.

В опытах Вернона с соавт. [939J с использованием тритона Х-100 для выделения частиц, относящихся к ФС-И и ФС-І, был открыт слой частиц, представлявший каротин-белковый комп­ лекс, который удалось изолировать повторным центрифугиро­ ванием. На рис. 34 показан его спектр до и после экстракции гексаном. Нишимура и Такаматсу [764, 765] показали, что бе­ лок, входящий в состав такого комплекса, является липопротеидом; достигнуто его выделение детергентами и иеводными раст­ ворителями. Выяснение физиологической роли этого комплекса представляет значительный интерес.

Цитохромы. Боардман и Андерсон первыми исследовали распределение цитохромов во фракциях ФС-І (144 000 g) и ФСII (10 000 g) [247]. Дифференциальный спектр хлоропластных цитохромов во фракциях 10 000 g и 144 000 g измеряли при тем­ пературе 20° С и 77° К обычно без предварительной экстракции хлорофиллов. Количественные определения цитохромов проводи­ ли при комнатной температуре, а идентификацию типов цито-

хромов выполняли при

низких температурах — в этом случае

пики делаются более

четкими. Дифференциальные

спектры

фракции 144 ООО g выявили наличие только Цит /

и Цит Ь6.

В низкотемпературных

дифференциальных спектрах

фракции

10 ООО g было выявлено уменьшенное количество Цит / и Цит Ьа и увеличенное — Цит 6559 [247].

Дошн.ед.

 

200

300

400

500

600

Л, ни

 

 

Рис. 34. Спектр

поглощения

суспендированного

в бу­

 

 

фере «каротин-белкового комплекса»

из фракции, от­

 

 

носящейся к ФС-Н (по Вернону с соавт. [939]).

 

 

 

/ — исходный спектр; 2— после

экстракции м-гексаном.

 

По

сравнению с целыми хлоропластами

фракция

10 000 g

обогащена Цит 6559

(Ы> но содержит меньше Цит / и Цит Ье.

Молярные отношения

оказались

следующими

[245]:

 

 

 

 

Целые

 

10 000 g 144 000 g

 

 

 

 

хлоропласты

 

 

 

 

 

Хл/Цит /

 

430

 

730

1220

 

 

Хл/(Цит Ь3

+ Цит 66)

118

 

118

510

 

Во

фракции

144 000 g Цит f

содержалось

намного

меньше,

чем П700. Так как в обеих фракциях

отношение Хл/Цит / было

заметно выше,

чем в

хлоропластах,

высказано

предположение,

что при обработке хлоропластов дигитонином Цит / частично те­ ряется.

Определение цитохромов в супернатантах, полученных при высокоскоростном центрифугировании в течение нескольких

часов при 144 ООО g, выявило в действительности высокий уровень Цит / и Цит 66 по отношению к хлорофиллу [247, 980]. Потери цитохромов из фракции 144 000 g были минимальными при до­ бавлении девяти объемов буфера к хлоропластным смесям не­ медленно после 30-минутной инкубации с дигитонином при тем­ пературе 0° С и до разделения фрагментов. Однако анализ фрак­ ции 144 000 g, приготовленной по этому способу, показал, что отношения Хл/Цит / и Хл/Цит 66 даже ниже, чем для интакт-

Рис. 35. Дифференциальный

спектр

(восста­

новленный

против

окисленного)

фракции,

относящейся к ФС-П

(ТСФ-П, по

Вернону

[939]).

 

 

 

 

 

Четко

видны

пики

Цит

Ь3 559

и реак­

ционного центра ФС-П

(682

нм).

 

ной ФС-І. Таким образом, можно заключить, что Цит / и Цит be

локализованы в

ПБЛВ-комплексах ФС-І, а Цит

6559 — в

ФС-П.

 

 

Анализ фракций ТСФ-П, полученных при обработке хлоро­

пластов тритоном

Х-100 [939] (см. выше), обнаружил,

что Цит/

и Цит 66 соосаждаются с фракцией частиц ТСФ-І в таком соот­ ношении: 0,5П700:Щит /:1Цит 66 : 50Хл [944]. Верной с соавт.

[939]пришли к заключению, что, хотя эти цитохромы содержатся

впрепарате, они не являются составной частью частиц ТСФ-І. При центрифугировании в градиенте плотности сахарозы было обнаружено, что главная зеленая полоса, содержащая частицы ТСФ-І, осаждается отдельно от этих цитохромов. Поэтому, хотя

при выделении частиц ТСФ-І цитохромы не были

локализованы

в виде отдельной полосы, продолжительное (в

течение 30 ч)

центрифугирование при 144 000 g приводило к выделению Цит f и Цит be в виде отдельной полосы над главной зеленой полосой. Анализ фракции ТСФ-П выявил в ней только Цит 6 с максиму­ мом при 559 нм в дифференциальном спектре (рис. 35). С эти­ ми результатами согласуются также данные Хайнда [500].

Андерсон с соавт. [168] наблюдали окисление Цит f при освещении частиц, принадлежащих фракции 144 000 g, но абсорб-

ционные изменения были меньшими, чем можно было ожидать, если бы П700 и Цит f присутствовали в равных количествах. Этот результат согласуется с наблюдаемой потерей Цит f из частиц ФС-І.

5.ВЫДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИОННЫХ ЦЕНТРОВ

ИПРОБЛЕМА ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ФОТОСИСТЕМАМИ

Одна из нерешенных проблем функционирования выделяемых ПБЛВ-комплексов — проблема их функциональной кооперации внутри мембран. В экспериментах с целыми хлоропластами были получены данные, определенно свидетельствующие о сепаратном возбуждении фотосистем, после чего следовало фотоокисление или фотовосстановление соединений, связанных с каждой из них [199, 627].

Верной и Аврон предложили модель, согласно которой две фотосистемы внутри мембраны тилакоида пространственно раз­ делены [937]. Пожалуй, в пользу такой модели свидетельствует не возможность искусственного разделения мембран на ПБЛВ - комплексы, нарушающего нормальную работу фотосинтетическо­ го аппарата, а то обстоятельство, что in vivo сопряжение рабо­ ты фотосистем является наиболее «трудным» моментом для транспорта электронов. Перенос электронов между фотосистема­ ми — наиболее медленный процесс. Поэтому так сравнительно легко удаются попытки замыкания цепей переноса электронов с помощью искусственных кофакторов типа ФМС. Вероятно, за­ мыкание цепи с одной лишь ФС-П является более сложным по­ тому, что здесь участвует чрезвычайно лабильный механизм фо­ тогидролиза и окисления воды.

Отражением большой сложности проблемы взаимосвязи фо­ тосистем является также сосуществование гипотез Майерса [749] и Дюйсенса [749, 354] о переносе энергии света между фотосистемами (см. часть I , стр. 25). Для прямого переноса энер­ гии необходима тесная «упаковка» фотосистем, если модель «переливания» заряда более правильна [310]. Хотя определен­ ный вклад в решение этой проблемы может внести сравнительный анализ результатов экспериментов по фрагментации хлоропла­ стов детергентами или механическим путем, в опытах по дезин­ теграции хлоропластов пока не получено точных доказательств

впользу какой-либо одной нз этих гипотез.

Содной стороны, «тяжелые» частицы (10 000 g), полученные после дезинтеграции хлоропластов низкими концентрациями де­ тергентов и по ряду признаков относящиеся к ФС-П, в то же са­ мое время оказываются активными и в фоторедукции НАДФ+, пусть даже их активность в этом процессе невысока. С другой

стороны,

было установлено, что фракция «легких» частиц

(144 000

£ ), полученная механическим дроблением хлоропла-

Рис. 36. Разделение пигмент - белково - ли- поидно-водного комп­ лекса при центрифу­ гировании на три зо­ ны (по Весселсу [980]).
Пояснение в тексте.

стов,

оказывается

активной

в .восстановлении

как ЫАДФ+,

так

и феррицианида. Таким

образом,

фракционирование

хлоропла­

стов на ПБЛВ-комплексы,

относящиеся преимущественно

к

ФС-І

или ФС-П,

пока

не

дало

однозначного

ответа

в поль­

зу какой-либо из гипотез.

 

 

 

 

 

Одним из подходов к изучению работы отдельных фотосистем является выделение их реакционных центров. Как уже отмеча­ лось, реакционным центром ФС-І считается П700. Вопрос о реакционном центре ФС-П остается не вполне ясным, хотя имеются указания, что роль такого центра играет П680.

Наконец, в последнее время начались работы по прямой реконструкции фотохи­ мического аппарата фотосинтеза. Ряд иссле­ дователей добились успеха на пути восста­ новления полной цепи транспорта электрона воссоединением ПБЛВ-комплексов, относя­ щихся к ФС-І и ФС-П. Так, Весселс [980,]j описал разделение хлоропластов шпината, фрагментированных инкубацией с дигитонином в градиенте плотности сахарозы, с выделением при длительном центрифугиро­ вании при 60 ООО—80 ООО g трех полос (рис. 36). Верхним был желто-зеленый слой, со­ держащий Пц. В средней светло-розовой полосе были обнаружены Цит f и Цит Ье- Нижняя сине-зеленая полоса обладала фо­

тохимическими свойствами: она восстанавливала НАДФ+ в при­ сутствии Фд и Фп (или системы АК — ДХФИФ в присутствии Пц, но не Цит f) . Полоса представляла собой ПБЛВ-комплекс.

~

Хла

П700

1

Отношение в ней

^i~'>

а

~хл~

~ 200 " Максимум поглощения

этой полосы находится при 678 нм.

Сине-зеленый комплекс был

нерастворим в воде, и это

мешало

его разделению,

а любое

воздействие, изменявшее пик

поглощения в коротковолновую сторону, приводило к его инакти­ вации. Однако очистка комплекса без потери активности фото­ редукции НАДФ+ была достигнута повторением процедуры центрифугирования в градиенте плотности сахарозы и хромато­ графией на ДЭАЭ-целлюлозе в присутствии 0,2%-ного дигитонина. После градиентного элюирования фракций из колонки отношение величины поглощения А6792увеличилось до 2, что указывало на очистку препарата, а отношение Хл/П700 снизи­ лось до 140. Низкотемпературный пик флуоресценции обнару­ жен при 730 нм.

Химический анализ выявил содержание в этом ПБЛВ-комп- лексе 75% белка, а в 25%-ной липидной фракции— 15%) хлоро­ филла, 1,6% каротиноидов и 8,4% непигментированных липидов, в том числе 0,5% фосфолипида. Показано отсутствие в нем виолаксантина и неоксантина и обогащение р-каротином. Оказа­ лось, что в сине-зеленой полосе содержание Цит / составляет менее 1 моль на 104 моль Хл. На основании всех этих данных Весселс пришел к заключению, что сине-зеленый ПБЛВ-комп- лекс относится к ФС-І.

В качестве донора электронов для этой очищенной ФС-І вы­ ступает Пц, а не Цит /. Последнее подтверждают данные Хайнда [499], показавшего, что скорости окисления Цит f и восстано­ вления П700 повышаются в присутствии Пц.

Верхние

полосы при разделении по Весселсу [980]

облада­

ли другими

свойствами. Верхняя

(при градиентном центрифуги­

ровании) желто-зеленая полоса

частиц не обнаруживала

актив­

ности фоторедукции НАДФ+; П700 в ней также отсутствовал.

Зато

отчетливо наблюдалась флуоресценция этой полосы уже

при

комнатной температуре. Полосу (будем называть ее желто-

зеленым комплексом, ЖЗК ) можно было разделить на два ком­ понента при соотношении дигитонин/Хл, равном 10/1, путем центрифугирования в градиенте плотности сахарозы или пропу­ скания через колонку ДЭАЭ-целлюлозы. После центрифугиро­

вания более легкая

фракция (^4), обогащенная Хл с

и ксанто­

филлами из ЖЗК , обнаружила спектр

флуоресценции

при 670,5

и 678,5 нм. Более

тяжелая фракция

(Б) — фракция,

задержи­

вавшаяся на колонке ДЭАЭ-целлюлозы,— содержала

повышен­

ные концентрации

Хл Ъ и ксантофиллов и относительно мало

р-каротина.

 

 

 

Обнаруженное Весселсом определенное сходство в свойствах тяжелых частиц с ПБЛВ-комплексами, описанными Ке, Огава, Верноном [600, 601, 778, 938, 943], наводило на мысль, что эти частицы относились к ФС-П. Однако выделенные Весселсом фракции из Ж З К А и Б были активны только в фотореакциях, осуществляемых солюбилизированным Хл а, хотя разница за­ ключалась только в наличии П700 и белка в составе дигитониновых частиц, а также в сдвиге красного максимума поглоще­ ния к 679 нм, что могло быть обусловлено ассоциацией пигмен­ тов с протеином и липопротеидом.

Таким образом, Весселсу удалось в значительной мере очи­ стить ПБЛВ-комплексы, относящиеся как к ФС-І, так и к ФС-П. Однако частицы ФС-П утратили фотохимическую актив­ ность.

Изолирование реакционных центров ФС-І было достигнуто в нескольких лабораториях при использовании фракции гран, а также изолированных межгранных ламелл.

Сейн и Парк [844] разрушили выделенные из шпината хлоропласты, пропуская их через мелкие калиброванные отверстия

пресса Френча. Затем для отделения в осадок крупных нераз­ рушенных фрагментов гомогенат центрифугировали 10 мин при 1000 g, а слитый супернатант— 10 мин при 10 000 g (для полу­ чения в осадке фракции из ламелл гран). Центрифугированием супернатанта при 30 000 g и 40 000 g по 30 мин и при 160 000 g в течение 60 мин получили фракцию ламелл из стромы.

Для выделения реакционных центров ФС-1 использовали

осадки после центрифугирования при 10 000, 40 000

и 160 000 g.

Растворимые белки, и в том числе так называемый

сопрягаю­

щий

фактор, удаляли

из осадков этих фракции

экстракцией

0,75

мМ ЭДТА при рН

8. Затем высокоскоростным

центрифуги­

рованием осаждали ПБЛВ-комплексы. Осадки осторожно вно­ сили в 100%-ный ацетон при —20° С для экстракции пигментов и других веществ, растворимых в 99,5%-ном ацетоне. Получен­ ные после высушивания под вакуумом осадки после новой экст­ ракции раствором 0,75 мМ ЭДТА промывали центрифугировани­ ем в 0,05 М фосфатном буфере рН 7,4 и, в конечном итоге, в нем же ресуспендировали.

Оказалось, что такая процедура обработки приводит к раз­ рушению менее чем 10% всего П700, хотя было удалено около 90% исходного количества хлорофилла. Фракция из ламелл

стромы (160 000 g) содержала 1 молекулу

П700 на 12—18 моле­

кул хлорофилла при

отношении

Хл а/Хл

 

b не ниже 10. Фрак­

ция из ламелл гран

содержала

1 молекулу

П700 на 28—32 мо­

лекулы хлорофилла, а отношение Хл а/Хл b было в этом случае

ниже. Авторы считают, что им удалось без применения

детерген­

тов частично очистить фракции реакционных

центров

ФС-1 из

ламелл стромы хлоропластов шпината.

 

 

 

 

Ямамото и Верной [1018] получили ракционные центры ФС-1

другим

путем: хлоропласты из шпината после

промывания по­

вторным

центрифугированием при

25 000 g

с

промежуточной

трехкратной экстракцией 0,01 М раствором NaCl,

содержащим

0,75 мМ ЭДТА и

1 мМ

трицина, высушивали

в

замороженном

состоянии. Затем

сухой

материал

экстрагировали

охлажден­

ной до —18° С смесью

15% ацетона

в гексане,

причем экст­

ракцию повторяли до шести раз. Последний раз частицы обра­

батывали в холодном гексане и

сохраняли при

температуре

—70° С.

 

 

Светло-зеленый порошок после

высушивания

в токе азота

освобождали от части оставшегося хлорофилла и цитохромов, суспендируя в 0,05%-ном тритоне Х-100 и центрифугируя при 39 000 g. Остаток солюбилизировали в 5%-ном тритоне Х-100 и разделяли центрифугированием в 2—20%-ном градиенте плот­ ности сахарозы при 131 000 g в течение 20 ч. Частицы, содер­ жащие П700, обнаружены в слое 8%-ной сахарозы, причем вы­ ход П700 после всех этих процедур составлял 60%"- В ходе эк­ стракции ацетон-гексановой смесью были удалены все кароти-

ноиды и около 90%" Хл, а предварительная

экстракция раство­

ром ЭДТА

удаляла «сопрягающий фактор». В слое,

содержа­

щем 4% сахарозы, обнаружены Цит f и Цит bs.

что П700

Анализ

под электронным

микроскопом

показал,

находится в составе частиц с размерами

60X150 А и соотноше­

нием

Хл а : Хл b : П700 в них 24 : 6 : 1. Часть

цитохромов

оста­

лась

прочно связанной

с этими частицами,

причем соотношение

Цит

f: Цит

Ь6: П700

составляло 1 : 1,3 : 3,6.

Фотохимические

свойства этих

полуочищенных реакционных центров ФС-І выра­

жены

слабо,

восстановление

НАДФ+

в

присутствии

АК —

ДХФИФ и Фд происходило с низкой скоростью.

 

 

Надо полагать, что описанные здесь процедуры обработки не

только привели к очистке реакционных

центров ФС-І, но и в

значительной степени нарушили эти центры.

 

 

 

 

Использование различных процедур фрагментации хлоропла­

стов

(с помощью детергентов, озвучивания или продавливания

через

калиброванные

отверстия) в последние

годы

привело к

новым важным открытиям. В работах лаборатории Парка [843] и Джекобм [540] развиваются представления о наличии двух ти­

пов

ФС-І. Характерным для их исследований является

сочета­

ние

изучения биохимических особенностей выделяемых

частиц

с электронномикроскопическим контролем. В лаборатории

Пар­

ка

при изучении фракций, выделенных из ламелл стромы,

обна­

ружены частицы

ПО А, а из ламелл

гран — дополнительно ча­

стицы размером

175 А. Фракция из ламелл стромы осаждается

при 160 000 g, а частицы из ламелл

гран осаждаются

уже при

10 000 g. Однако, по мнению Парка,

нет достаточных

оснований

причислять частицы ПО А к ФС-І, а 175 А — к ФС-П.

 

 

 

 

По-видимому,

тип ФС-І, который

локализован в гранах, на­

ходится в более тесной связи с ФС-П, чем тип, который

локали­

зован в ламеллах стромы. Эти выводы сделаны, в частности, на основании анализа отношений П700 в разных видах частиц.

Из

исследований по измерению квантового выхода

[850, 611,

855,

953] был сделан вывод о равном распределении

хлорофил­

ла

между фотосистемами. Поэтому если исходить из того, что

в целых хлоропластах отношение П700 к молекулам

хлорофил­

ла

соответствует 1/425 и на ФС-І приходится половина хлоро­

филла, то в этой фракции отношение должно увеличиться до

1/212. Фракция 160 000 g с 10% всего хлорофилла

(т. е. 20%'

хлорофилла

ФС-І) содержит 1 П700 на 105 молекул

всего хло­

рофилла, а

в оставшихся

80% ФС-І во фракции гран отноше­

ние П700/Хл

ниже — по

расчету 1/200. Эти расчеты,

вероятно,

весьма сложно подтвердить экспериментально.

В защиту развиваемых представлений сотрудники группы Парка приводят также данные о повышенной флуоресценции, источником которой является фракция гран.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ