ЭВОЛЮЦИОННАЯ УТРАТА СПОСОБНОСТИ ПЕРВИЧНОГО ДОНОРА ЭЛЕКТРОНА ФОТОСИСТЕМЫ 1 К РЕДОКС-ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ С Мп-БИКАРБОНАТНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ

Аннотация:

Структурно-функциональная организация донорной стороны реакционного центра (РЦ) фотосистемы 1 (ФС1) проявляет значительное сходство с РЦ пурпурных бактерий (6РЦ), хотя они относятся к разным типам. Более того, значения редокс-потенциалов их первичных доноров электрона идентичны и составляют -0,5 В. Ранее в наших работах (Khorobrykh et al. (2008) Pilos. Trans. R. Soc. В., 363, 1245-1251; Terentyev et al. (2011) Biochemistry (Moscow), 76, 1360-1366; Khorobrykh et al. (2018) Chem. Bio. Chem., 14, 1725-1731) была показана возможность редокс-взаимодействия «низкопотенциальных» Мп2+-бикарбонатных комплексов с 6РЦ, что, как предполагается, могло быть одним из начальных этапов эволюционного возникновения Мп-кластера водоокисляющего комплекса фотосистемы 2 в Архее (> 3 млрд лет назад). В данной работе исследовали редокс-взаимодействие между Мп2+-бикарбонатными комплексами и ФС1. Было выявлено, что подобное взаимодействие практически отсутствует на исходных препаратах ФС1 и проявляется лишь на предварительно окисленных препаратах, содержащих ~50% окисленных РЦ. При этом редокс-взаимодействие между Мп2+-бикарбонатными комплексами и ФС1 требовало повышенного содержания Мп2+, а концентрационная зависимость от НСО-3 указывала на участие электронейтрального «низкопотенциального» комплекса [Мп(НСО3)2] в данном процессе. Анализ известной кристаллографической структуры ФС1 показал стерические затруднения на донорной стороне РЦ, которые могут препятствовать непосредственному редокс-взаимодействию между Мп2+-бикарбонатными комплексами и окисленным первичным донором электрона. Сравнение структур РЦ ФС1 и более древнего РЦ из гелиобактерий, относящихся к одному типу РЦ, позволило предположить отсутствие у примитивной ФС1 в Архее подобных стерических затруднений на донорной стороне, а их эволюционное возникновение объяснить как следствие вовлечения РЦ ФС1 в функционирование в единой электрон-транспортной цепи фотосинтетической мембраны, что сопровождалось эволюционной утратой у ФС1 способности к редокс-взаимодействию с Мп2+-бикарбонатными комплексами.

Авторы:

Издание: Биохимия
Год издания: 2020
Объем: 14с.
Дополнительная информация: 2020.-N 6.-С.817-830. Библ. 45 назв.
Просмотров: 22