Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 38
Текст из файла (страница 38)
масса — 10400), который содержит один атом меди на молекулу; медь легко удаляется цианидом. Медь удерживается благодаря связям с имидазольными атомамп азота остатков гистиднна 38 и 88 и с одним непротонированным атомом азота в нендентнфипнровапном пептплном звене. Принято считать пластоцианин электроншхм переносчиком между цитохромом схзх и хлорофиллом по аналогии с митохондриями и потому, что Еа для пластоцпаннна на 40 мВ выше, чем для цптохрома смз. Однако этот пласгоциаиин не вмонтирован в мембрану; он нли слабо удерживается иа внутренней поверхности тилакоидной мембраны, или растворен в жидкости внутреннего пространства тилакоидов.
Несмотря па это„он оьпсляется, когда Ргоо подвергается освещению при 77 К, и вновь восстанавливается при освешснни хлоропластов светом с длиной волны 675 нм. Скорости этих обоих процессов, по-видимому, совпадают с таковымн для цито- хрома Ь|зз и соответствуют Физиологическим погребносгям, ж,тя физическое местонахспкденпе пластопианнна служит указанием против его роли ьак непосредственного восстановителя хлорофилла реакционного пснтра !. Продвижение электрона вдоль этой пепи сопровождается генерацией молекулы ЛТР аналоги пю образонанию ЛТР в сегменте комплекса П1 цепи митохондриального электронного транспорта.
ЛЕ~ пары иптохром Ьваэ и Ргао составляет около 400 мВ. Восстановление Ь7АБР'. В результате освешения Рг в (Г~~ =- =+470 мВ) становится возможным восстановление впологенов-- красителей с потенциалом средней точки — 700 мИ; это означает, что разность потенциалов составляет 1200 мВ. Непосредственными акцепторами электрона от Р кв, по-видимому, являются два связанных в мембране железосеропротенда из категории (Ге8), с Е, '=- — 590 и 550 мВ соответственно, известных теперь под названием гЬерредоксин-восстанавлнваюи(их коьипонентов (ФВ1(). Электроны продвигаются от них к пулу более легко экстрагнруемых ферредоксинов типа (Ге$),.
!а. метлВОлнзм уГлеВОдОВ, н! 72! У дефицитных по железу клеток многих видов флаводокснны 1разд. 13.2), по-видимому, заменяют ферредоксин в этой системе; флаводокспны всегда присутствуют вместо ферредоксина у некоторых красных Водорослей Наконец, электроны проходят через флавопротеид (ферредоксин-МАРР-редуктазу) к МАРРУ, тем самым завершая процесс, в результате которого НтО используется для восстановления МАРР '. 16.4.2. Фотосинтетическое фосфорилирование 16А.2.1. Циклическое фотофосфорилироиание а растениях Необходимы как минимум 18 АТР и 12 МАОРН, чтобы совершился синтез гексозы.
Если функционирует модифицированная система, включающая Сс-челнок, требуются еще два дополнительных АТР. Более того, клетке требуется АТР н для удовлетворения многих других нужд Как показано на рис. 16.14, система 1 также способна к осуществлению механизма циклического фотофосфорилирования, аналогичного тому, которое свойственно фотосинтезирую!цим бактериям. Неясно, начинается ли возврат электронов с ФВК или с растворимого ферредокснна, но во всяком случае включено еще одно вещество неизвестной природы, названное 4юсфодоксинол1, и особый цитохром Ь-типа Оае„от которого электроны переносятся к цитохрому 1 и пластоцианину и в обратном направлении к Ртсс, с образованием АТР, происходя!цнм в связи с этим процессом.
Когда практически весь МАВР восстанавливается, он чает сигнал обратной связи для торможения потока электронов нз фотоснстемы 1, но циклический транспорт электронов может с выгодой беспрепятственно продолжаться при условии обеспечения притока АОР и Ра Возможно также, что модифицированная система 1, которая служит для циклического фотофосфорилировання, совершенно отделена н не зависит от тех единиц системы 1, которые сопряжены с системой П. 16А.2.2. Фотофосфорилироиание Поток электронов через фотосинтетическую электронтранспортную цепь приводит к генерации АТР. Эти два процесса сопряжены не столь прочно, как в мнтохондриях; для выделения От и восстановления МАРР присутствие АОР в Р.
не является абсолютно необходимым. Однако в присутствии системы, окисляюшей МАОРН, разобщающие агенты вызывают существенное увеличение скорости фотосинтетического выделения От и восстановления МАВР, иногда даже в 3 — 4 раза. Стало быть, сопряженпе достаточно зффектив- ?22 пь иетзаолнзм но. Возможно, что такое устройство выгодно в физиологическом смысле.
В то время как окисление МАОН в мнтохондриях становится бесполезным, если не происходит генерации АТР, несколько менее тесное сопряжение в хлоропластах позволяет аппарату обеспечить клетку вполне достаточным притоком как АТР, так и ЫАРРН, причем до известной степени независимо друг от друга. Как показано на рнс. !6.14, синтез АТР происходит сопряженно с окислением двух главных цитохромов Ь цитохромамн с и, вероятно, также в связи с действием системы 11.
Механизм фотофосфорилирования чрезвычайно напоминает механизм транспорта электронов в митохондрии, и доводы в пользу гипотезы движения протонов (гл. 12) еше более убедительны в случае хлоропластной системы. К числу некоторых общих свойств окислительного и фотосинтетического фосфорилирования относятся следующие: 1) олигомицин и флорпцин ингнбпруют н электронный транспорт, и фосфорнлирование; 2) антимицин А блокирует окисление цитохромов Ь; 3) все ингибиторы электронного транспорта препятствуют фосфорнлированию; 4) одни и те же липофильные фенолы действуют как разобщители; 5) оба процесса зависят от целостности мембраны.
Действие разобшителей заключается в том, что они транспортируют протоны обратно через мембрану; в хлоропластах ЫНз и СНзННз могут действовать также как липофильные фенолы. Транспорт электронов в фотосинтетнческой мембране приводит к возникновению ЛрН -3,0, но путем перекачивания протонов из стромы в тилакоидный матрикс, занимающий очень маленький объем (рис. 15,8). Напомним, что в аналогичных процессах, связанных с митохондрнальным электронным транспортом, протоны движутся внутрь межмембранного пространства митохондрии н из митохондрии, и таким путем происходит их сильное разбавление н забуферивание. Очевидно, поведение тилакондов больше напоминает повеление вывернутых субмнтохондрнальных частиц, ппиготовленных путем озвучивания, у которых выбрасываемый протон удерживается в малом объеме, так что устанавливается существенный градиент ЛрН, равно как и ЛЧ".
В процессе тилакоидного фосфорнлирования ЛрН может достигать 150 †2 мВ, в то время как величина Лту может составлять - 100 мВ, обеспечивая тем самым Л1гН')~250 мВ. Роль ЛрН была продемонстрирована следучошим образом. Хлоропласты в темноте на короткое время помещали в среду с рН 4,5, содержащую проникающий нон, такой, как сукцинат, подкисляя тем самым внутреннюю область тилакоида. Когда хлоропласты (по-прежнему в темноте) переносили м.
Метхволизм уГлеВОдОВ. и! тзз в относительно щелочной раствор (рН 8,3), содержащий АРР и Р„ЛрН некоторое время составляло 4 единицы, или 240 мВ. При этом система генерирует 100 молекул АТР на молекулу хлорофилла, проявляя совершенно изумительные свойства. Локализация ряда компонентов в тилакоидной мембране установлена; цитохром 1, пластоцианин и генератор кислорода находятся на внутренней стороне мембраны; ферредоксин-НАПР-редуктаза и ее субстраты расположены на обращенной в сторону стромы стороне. Поверхность мембраны, обращенная к строме, усеяна частицами сопрягаюшего фактора СГ~ (мол. масса 325000), который очень похож на соответствующий фактор митохондрий.
Он также состоит из объединенных попарно пяти неидентичных субьединнц а, р, у, б и е. Субъсдиница 6 необходима для прикрепления к мембране у СГа гндрофобного интегрального мембранного белка, состоящего по меньшей мере из трех субъединиц. Будучи изолированным, СГ~ обнаруживает лишь умеренную гидролитнческую АТРазную активность, в то время как деградированная форма, которая состоит только из б)) единиц, обладает выраженной ЛТРазной активностью, которая ингибируется е-единицамн. Освещение мембраны, добавление АТР или повышение 1Н~~ вызывают глубокое конформационное изменение в СГь Это проявляется в сильном возрастании количества обмениваемых водородов в СГ~ и доступности ранее недосягаемых аминогрупп единиц б, (1 и Т для действия соответствующих реагентов. Одновременно открывается несколько сульфгидрильных групп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
