Conference publications

Abstracts

XXIII conference

Динамика переноса электронов от пикосекунд до десятков секунд в модели фотосистемы 2 и тилакоидной мембраны

Беляева Н.Е., Ризниченко Г.Ю.

Биологический факультет Московского государственного университета, 119992, Москва ГСП-2, Ленинские горы, natalmurav@yandex.ru (495)939-0289

Особенности переноса электрона (ПЭ) в фотосинтетической мембране разных видов фототрофных организмов в разных условиях выращивания (световой режим, стресс) изучены с помощью детального кинетического моделирования на основе фитирования расчетов по измерениям переменной флуоресценции (ФЛ) Хл а [1-4]. Число идентифицируемых параметров сокращается в специальных условиях эксперимента. После темновой адаптации (10-15 минут) для тилакоидных мембран образцов (листья, водоросли) характерны отсутствие состояний с разделенными зарядами фотосистем 2 и 1 (ФС2 и ФС1), окисленный пул хинонов, низкие электрический потенциал () и разность концентраций протонов люмена / стромы (рНL / рНS). Учет минимальной темновой энергизации мембраны упрощает фитирование модели ФС2 по измерениям ФЛ [1-4]. Зависимость излучения ФЛ Хл а от динамики ПЭ на кофакторах реакционных центров (РЦ) ФС2 показана в расчетах на мульти шкале времени от пикосекунд до десятков секунд [1-4].

Насыщающий 10 нс импульс вызывает однократный оборот 100% РЦ [1,3]: возбуждение (10 пс - 1 нс) антенн 1(Chl-P680)*, разделение (1-2 нс) зарядов PheP680+ на донорной стороне, стабилизацию (микросекунды) закрытых (с QA) РЦ. Многократные обороты РЦ, имитируемые [2,4] для физиологически высокой интенсивности света 3000 мкмольм2с1 ведут к накоплению QA позднее 100 мкс, к ПЭ QAQB() на сотнях мкс - миллисекунды и в PQH2 пул, начиная с 10-ти мс. До 100 мс РЦ ФС2 и ФС1 срабатывают отдельно, и блок модели ФС2 фитировали по OJIP нарастанию сигнала индукции флуоресценции (ИФ) до t100 мс) инициирует линейный поток электронов (ЛПЭ): H2O QAPQH2P700ферредоксин (Fd). Для имитации координированной работы ФС2 и ФС1 разрабатывали Модель процессов Тилакоидной Мембраны (МТМ), включающей описание переноса зарядов люмена / стромы, в т. ч., пассивных утечек, АТФазы. На временах десятки секунд необходим учет световой энергизации мембраны при имитации ЛПЭ, циклического ПЭ, регуляции диссипации энергии в антенне и условий оттока электронов от Fd активацией NADP редуктазы. Оперативные расчеты в модели ФС2 [2,4] с анализом результатов на мультишкале времени используются при фитировании МТМ по данным ИФ и поглощения Р700.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №14-04-00326-а.

[1] Belyaeva et al. (2008) Photosynth Res 98:105–119

[2] Belyaeva N, Bulychev A, Riznichenko G, Rubin A. // Biophysics 56, 3, 2011, 464–477

[3] Belyaeva N, Schmitt FJ, Paschenko V, et al. (2015). Photosynth Res, 125: 123-140.

[4] Беляева Н.Е., Конюхов И.В., Ризниченко Г.Ю., Погосян С.И., Рубин А.Б. Доклады V съезда биофизиков России, Ростов на Дону. (2015) т1, с.247.

• view as PDF (in Russian) (PDF)