|
ДокладыОценка изменения размера антенны светособирающего комплекса фотосистемы 2 водоросли Chlorella при действии абиотических стрессовых факторовМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Биологический ф-т, каф. Биофизики, Россия, 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, телефон (495)9390289 E-mail: degterevans@mail.ru Действие различных абиотических факторов стресса, таких как минеральное голодание, высокая освещенность, высокая температура и др., вызывает структурные и физиологические изменения растений и водорослей на различных уровнях организации, включая клеточный и молекулярный. В частности, подавляется активность и производительность фотосистемы 2 (ФС2) – одного из основных компонентов фотосинтетической электрон-транспортной цепи. Одной из структурных единиц ФС2, активно реагирующей на изменение внешних условий, является антенна светособирающего комплекса (ССК) ФС2, представляющая собой димер пигмент-белкового комплекса, каждый мономер которого состоит из трех основных частей: двух внутренних антенн, двух-трех вспомогательных антенн, и до шести периферических антенн. В нормальных условиях преобладают так называемые α-центры, в которых антенны содержат все три структурных компонента. Известно, что при действии стресса начинает увеличиваться доля β-центров, в которых отсутствую периферические антенны и γ-центров, содержащих только внутренние антенны. Оценка изменения размера антенны в динамике позволит идентифицировать степень действия стрессовых факторов и изучить механизмы адаптации к ним. Одним из методов оценки неоднородности антенны ФС2, является анализ площади над кривой индукции флуоресценции хлорофилла а. Кривая имеет 2-3 фазы, каждая из которых описывается отдельной экспоненциальной функцией. Данный метод реализован в программе pyPhotoSyn, позволяющей визуально и численно оценить величину каждой фазы, которая соответствует количеству центров с разным размером антенн. Однако, данный метод имеет некоторые ограничения. В фотосистеме 2 существуют процессы, характерные времена которых совпадают с характерным временем антенн ССК. В условиях, когда вклад таких процессов увеличивается, становится невозможно разделить описывающие их экспоненциальные функции и те, которые описывают один из видов центров (γ- или β-центры). Проведено два эксперимента: 1. рост водоросли Chlorella в биореакторе при постепенном истощении азота в среде; 2. рост водоросли Chlorella при действии двух факторов стресса: высокой освещенности и азотного голодания. В первом случае предложенный метод позволил разделить и проанализировать фазы индукционной кривой, во втором – характерное время β-центров совпало с характерным временем процесса рекомбинации электрона (полное заселение электронами акцепторной стороны ФС2). Для второго случая разработана математическая модель, позволяющая оценить количество реакционных центров с разным размером антенн. Исследование выполнено в рамках научного проекта государственного задания МГУ №121032500060-0 при частичной поддержке гранта РНФ № 20-64-46018 и гранта РФФИ № 20-04-00465.
|
