Роль іммобілізованих і мобільних буферних систем у світлозалежному зв’язуванні протонів тилакоїдними мембранами хлоропластів - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук РОЛЬ ІММОБІЛІЗОВАНИХ І МОБІЛЬНИХ БУФЕРНИХ СИСТЕМ У СВІТЛОЗАЛЕЖНОМУ ЗВЯЗУВАННІ ПРОТОНІВ ТИЛАКОЇДНИМИ МЕМБРАНАМИ ХЛОРОПЛАСТІВНауковий керівник: доктор біологічних наук Золотарьова Олена Костянтинівна, Завідувач відділу мембранології і фітохімії Інститут ботаніки ім. Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Паладіна Тетяна Олександрівна Інститут ботаніки ім. Холодного, Національної академії наук України, провідний науковий співробітник відділу клітинної біології доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Кірізій Дмитро Анатольович, Інститут фізіології рослин і генетики Захист відбудеться “30” вересня 2009 року о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 76.051.05 в Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м. З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича за адресою: м.У ході фотосинтетичного енергоперетворення постійно відбувається інтенсивний протонний обмін: протони, утворюючись всередині тилакоїда при фотосинтетичному окисненні води в фотосистемі ІІ, роботі пластохінонового шунта і цитохром b6f комплексу, переносяться зовні в строму хлоропласта через протонний канал комплексу АТФСИНТАЗИ в процесі фотофосфорилювання (Boyer, 2000; Kramer et al., 1999). Встановлено, що буферна ємність тилакоїдів (?) збільшується при освітленні і залежить від ступеня енергізації мембран (Walz et al., 1974; Junge et al., 1979). Нещодавно було висунуто припущення, що протонна буферна ємність тилакоїдів повязана з наявністю пулу мембранозвязаного бікарбонату, який знаходиться в рівновазі з розчинними формами вугільної кислоти і контролюється активністю мембранної карбоангідрази (КА) (Золотарьова, 2007). Теоретичний аналіз можливого внеску мобільних буферних речовин у забезпечення протонного транспорту в біологічних мембранах (Junge, MCLAUGHLIN, 1987; Irving et al., 1990; Zaniboni et al., 2003) показав, що участь рухливих буферних систем таких, як СО2 - НСО3-, полегшує протонну дифузію і прискорює перенесення протонів крізь мембрани. Тому встановлення внеску фіксованих мембранних і мобільних буферних систем, які беруть участь в світлозалежному звязуванні і перенесенні протонів в тилакоїдах, є актуальним завданням, рішення якого необхідно для зясування механізмів трансформації енергії при фотосинтезі.Препарати інтактних хлоропластів і хлоропластів В класу виділяли згідно (Walker, 1980) з листків гороху і шпинату. Хлоропласти В класу ресуспендували в буферному середовищі, яке містило 400 ММ сорбітол, 10 ММ NACL, 10 ММ KCL, 2,5 ММ MGCL2, 10 ММ трис-HCL (PH 7,8). В таблиці 1 наведені значення буферної ємності різних препаратів хлоропластів і строми, розраховані на підставі результатів кислотного та лужного титрування.Буферна ємність (?) строми в темряві розрахована за даними кислотного титрування, відрізнялося від значення ?, що було знайдено при лужному титруванні, становлячи 0,5 мкмоль/мг хл.·од. Проте значної різниці у кількості іоногенних груп в перерахунку на 1 мг хлорофілу в обох препаратах не виявлено, незважаючи на значно більший вміст СЗКІІ в хлоропластах «тіньових» рослин. протонний буферний хлоропласт бікарбонат Оскільки відомо, що загальний вміст білку в хлоропластах листків, які росли на світлі, значно перевищує його вміст у «тіньових» препаратах, тоді як вміст СЗК, навпаки, є вищим у хлоропластах «світлових» рослин (Anderson, Andersson, 1988), отримані нами дані дозволяють припустити, що іоногенні групи СЗКІІ беруть участь у формуванні буферної ємності «тіньових» тилакоїдів у діапазоні РН 4-9.Встановлено, що при формуванні енергізованного стану хлоропластів відбувається світлозалежне підвищення буферної ємності тилакоїдів, яке забезпечено за рахунок світлоіндукованого поглинання вуглекислого газу і зростання вмісту бікарбонату в тилакоїдних мембранах. Показано, що у інтактних хлоропластах буферна ємність стромальної фази значно збільшується при освітленні шляхом фотовідновлення розчинних буферних сполук; Встановлено, що іммобілізовані іоногенні групи світлозбірального комплексу фотосистеми ІІ, які розташовані на поверхні тилакоїдних мембран, певною мірою відповідають за буферну ємність за умов темряви, тоді як групи АТФСИНТАЗИ суттєво не впливають на буферність хлоропластів у фізіологічному діапазоні РН.