![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Пигмент-белковый комплекс фотосистемы 2 (ФС 2) анизотропно встроенный в тилакоидные мембраны цианобактерии, водорослей и растений, – фермент, функционирующий как вода:пластохинон оксидоредуктаза. Основная функция ФС 2 – использовать энергию солнечного света для разделения зарядов, за которым следуют две существенные химические реакции: окисление воды и восстановление пластохинона. Эти реакции разделены в пространстве и происходят на центральной – фотохимической, акцепторной – пластохинонвосстанавливающий и донорной – водоокисляющий участках реакционного центра (РЦ) в тилакоидной мембране. Самым лабильным участком в фотосинтетической электрон-транспортной цепи является кислород-выделяющий комплекс (КВК). Известно, что многие осмолиты, такие как глицинбетаин, глицерин и сахароза стимулируют стационарную скорость выделения кислорода в интактных комплексах ФС 2. Однако поиск новых веществ, способных более эффективно стабилизировать структуру и функциональное состояние комплексов ФС 2, несомненно, является важной и перспективной задачей. Известно, что трегалоза является наиболее эффективной в стабилизации изолированных биоструктур in vitro (Creen J.L. and Angell C.A. J. Phys. Chem. 1989, 93, 2880-2882; Francia F. et al. J. Phys. Chem. 2009, 113, 10389-10398; Savitsky A. et al. J. Phys. Chem., 2010, 114, 12729-12743). Одной из основных целей настоящего проекта является исследование переноса зарядов в ядерных комплексах ФС 2 в растворах вода/трегалоза, учитывая уникальные физико-химические свойства этого сахарида с помощью регистрации флуоресценции хлорофилла а, прямого электрометрического метода, а также методов импульсной абсорбционной спектрометрии и ЭПР-спектроскопии. Таким образом, особые физико-химические характеристики трегалозы, такие как относительная инертность глюкозидной связи, существование в кристаллическом и аморфном состояниях (полиморфизм), термостабильность, высокая температура «стеклования», высокая стабильность в широком диапазоне рН (3.5-10), высокая гидрофильность и число гидратации, несомненно, делает ее более привлекательной, нежели другие осмолиты, такие как сахароза или глицерин. Полученные нами данные показали, что трегалоза стимулируют скорость выделения кислорода как на мембранных фрагментах ФС 2, так и на ядерных комплексах ФС 2. Также было показано, что в присутствии этого дисахарида происходит стабилизация комплекса окисления воды не менее чем на 30 суток при 4С. Кроме того продемонстрировано, что трегалоза способна предотвращать инактивацию и денатурацию белков. Детальное исследование трегалозы и ее необычных свойств открывает широкие возможности для дальнейшего ее изучения и перспективных приложений.