ИСТИНА

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 стабилизируют и стимулируют стационарную скорость выделения кислорода в интактных комплексах ФС 2 (Papageorgiou G.C. and Murata N. Photosyn. Research, 1995, 44, 243-252; Allakhverdiev S.I. et al. J. Plant Physiol. 2003; 160, 41-49; Halverson K.M. and Barry B.A. Biophysical J. 2003, 85, 1317-1325). 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 являлось 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. Полученные данные показали, что 1 М трегалоза стимулируют скорость выделения кислорода (приблизительно 150%)как в мембранных препаратах ФС2, так и ядерных комплексах ФС2. Также было продемонстрировано, что изменение степени гидратации белка в присутствии этого дисахарида происходит стабилизация комплекса окисления воды и инактивация белка. Детальное исследование трегалозы и ее необычных свойств открывает широкие возможности для дальнейшего ее изучения и перспективных приложений.