2 0 0  8  год,    64-е  Б А Х О В С К О Е   Ч Т Е Н И Е

Home

В. В. КЛИМОВ

доктор биологических наук

(Институт фундаментальных проблем биологии РАН)


enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge
enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge
enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge
enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge
enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge enlarge


«ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ ВОДЫ»

       Фотосинтетическое окисление воды происходит в фотосистеме 2 растений и цианобактерий. Она состоит из двух основных функциональных блоков: 1) фотохимического реакционного центра (РЦ), в котором в результате фоторазделения зарядов формируется сильнейший биологический окислитель (Р680+), и 2) энзиматического Mn-содержащего водоокисляющего комплекса (ВОК). Определение величины окислительно-восстановительного потенциала пары Р680+680 (+1,12 В) показало, что фотосинтетическое окисление воды может идти только по многоэлектронному механизму, и что наряду с четырёхэлектронным не исключён двухэлектронный механизм с образованием связанного пероксида водорода в качестве промежуточного продукта окисления, что было подтверждено экспериментально. Закономерности формирования неорганического ядра ВОК из MnII показали, что оно состоит из четырёх Mn, причём лишь два из них – строго необходимы для реактивации электронного транспорта. По современным представлениям (сформированным на основе данных ЭПР, рентгеновской спектроскопии, рентгеноструктурного анализа), неорганическое ядро ВОК–комплекс Mn4OXCa1. Рассматриваются возможные последовательности (фото)реакций, приводящих к выделению О2 в ВОК. Обнаружено, что бикарбонат – один из ключевых кофакторов фотосинтетического окисления воды, необходимый для формирования, стабилизации и функционирования ВОК. Его действие, вероятно, основано на лигандировании с неорганическим ядром ВОК (что приводит к изменению окислительно-восстановительных свойств ионов Mn) и на способности бикарбоната служить эффективным акцептором протонов, выделяющихся в процессе окисления воды. Выдвинута и экспериментально обоснована гипотеза о ключевой роли Mn-бикарбонатных комплексов в эволюционном переходе от аноксигенного к оксигенному фотосинтезу, согласно которой, в архейский период, когда содержание углекислоты в атмосфере и воде было на несколько порядков выше, чем сейчас, легкоокисляемые Mn-бикарбонатные комплексы могли служить сначала донором электронов для аноксигенных бактерий, а затем «блоками» для формирования Mn-содержащего фермента, способного окислять воду.


[Главная страница] - [Карта сайта] - [Поиск по сайту] - [Написать в ИНБИ]


email to INBI
Last review: 20.03.2008.
© A.N.Bach Institute of Biochemistry of the R.A.S., 2001-2008