ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ ФОТОСИСТЕМЫ 2 И ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА У Chlamydomonas reinhardtii ПРИ НЕДОСТАТКЕ АЗОТА ИЛИ СЕРЫ

Аннотация:

Некоторые микроводоросли способны к светозависимому выделению водорода после периода анаэробной адаптации, осуществляя таким образом биофотолиз воды. Скорость выделения водорода в начальный момент достигает максимальной скорости фотосинтеза. Однако этот процесс скоротечен: выделяющийся при фотосинтезе кислород быстро инактивирует ключевой фермент биофотолиза, гидрогеназу, и ингибирует его экспрессию. К настоящему времени разработаны подходы, реализующие длительное выделение водорода микроводорослями. Наиболее изученными являются подходы, основанные на переводе микроводорослей в условия недостатка элементов питания. Однако известно, что выделение водорода при недостатке элементов питания всегда сопровождается падением активности фотосистемы 2 (ФС2). В литературе описано несколько механизмов подавления активности ФС, причём нет однозначного мнения о том, какой механизм является определяющим. Целью данной работы являлась проверка предположения о том, что реализация того или иного механизма подавления ФС2 зависит не только от типа стресса, но и от условий выращивания. Для этого фотоавтотрофную культуру микроводоросли Chlamydomonas reinhardtii выращивали в условиях недостатка азота или серы при различных световых режимах и анализировали реализацию следующих механизмов подавления активности ФС2: перевосстановленность пула пластохинонов (сопряжённую с перевосстановленностью всей фотосинтетической электронтранспортной цепи), разобщение ФС2 (по кинетике накопления аскорбата и JIP-тесту), виолаксантиновый цикл, анаэробный стресс, сопряжённый с созданием восстановительного редокс-потенциала культуральной суспензии. Обнаружено, что ключевым механизмом, определяющим выделение водорода, является перевосстановленность пула пластохинонов. Другие механизмы также реализуются в различных условиях, но не проявляют однозначной корреляции с выделением водорода. Полученные результаты свидетельствуют, что индуцирование стресса за счёт голодания культур является удобным подходом для изучения выделения водорода микроводорослями, но вследствие низкой активности ФС2 непрактично. Для создания промышленных систем на основе микроводорослей требуются новые подходы, позволяющие полностью реализовать их фотосинтетический потенциал.

Авторы:

Издание: Биохимия
Год издания: 2025
Объем: 14с.
Дополнительная информация: 2025.-N 7.-С.1004-1017. Библ. 34 назв.
Просмотров: 2