Доклады : Особенности стадий переноса электронов в компонентах мембраны тилакоида на шкале времени от пикосекунд до сотен секунд по результатам моделирования индукции флуоресценции и Р700 редокс изменений с учетом перехода состояний для микроводоросли и цианобактерии

!	Поздравляем хозяина конференций в Дубне Владимира Васильевича Коренькова с 70-летием и желаем ему здоровья и творческих успехов!

Доклады

Особенности стадий переноса электронов в компонентах мембраны тилакоида на шкале времени от пикосекунд до сотен секунд по результатам моделирования индукции флуоресценции и Р700 редокс изменений с учетом перехода состояний для микроводоросли и цианобактерии

Беляева Н.Е., Булычев А.А., Ермаченко В.А.¹, Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Биологический ф-т, каф. Биофизики, 119234, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, natalmurav@yandex.ru

¹ТOO «Нео-Эколоджи», 050060, Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Ходжанова, 2/2

Отличия OJIPSMT паттернов сигналов индукции флуоресценции (ИФ) для лабораторных культур микроводорослей и цианобактерий особенно выражены на шкале времени от микросекунд до минут [1]. Для образцов фитопланктона неизвестны примеры измерений OJIPSMT кинетики ИФ [2]. Однако сигналы длительной световой индукции связаны с более широким кругом процессов в мембранах тилакоидов, чем изучаемые от пикосекунд до 10-20 секунд [2, 3]. При освещении образца после темновой адаптации в состоянии компонент тилакоидной мембраны (ТМ) происходит ряд изменений, ведущих к балансу потоков переноса зарядов в ТМ при данном потоке света. Решения модели тилакоидной мембраны (модель Т-М) дают динамику состояний в переходах темнота - свет, если параметры модели Т-М найдены путем фитирования хода ИФ по данным эксперимента, например, для интервала освещения от микросекунд до 100 секунд [3]. Задание реакций фотосистем 2, 1 (ФС2, ФС1) позволяет изучить переходы «открытые - закрытые реакционные центры» (Q_AQ_B→ Q_A⁻Q_B⁻⁽²⁾), параллельные быстрому окислению ФС1 на временах микро– и миллисекунды для сравнения с результатами анализа одновременно OJIP фазы нарастания ИФ и редокс переходов Р700 [4]. В интервале от микросекунд до 5 мин нами фитированы OJIPSMT паттерны ИФ водоросли Scenedesmus obliquus и цианобактерии Synechocystis sp. PCC 6803 при расчете редокс переходов Р700 у Scenedesmus и фитировании A810 сигнала Synechocystis. Решения модели Т-М дали динамику компонент ТМ на стадиях энергизации мембраны тилакоида (рН люмена, рН стромы, электрический потенциал), ведущих к максимуму генерации АТФ при t ~100 мс. Для 100 мс < t < 1 с ЭТЦ максимально заполнена электронами, включая гемы Цит b₆f комплекса. Генерация NADPH редокс эквивалента максимальна при t ~1 с, а стационар продукции АТФ и NADPH получен при t > 50 с. В целом, адаптация системы ТМ к свету приводит к регуляторным изменениям в динамике процессов за счет смены режимов циклического и линейного потоков, усиления диссипации возбужденных состояний, обратимого переноса мобильных антенн между ФС1 и ФС2 (переход состояний 2→1). Измерения OJIPSMT кинетики могут дать паттерны, характеризующие состояние фитопланктона.

Литература.

1. Papageorgiou et al. 2007. The fast and slow kinetics of chlorophyll a fluorescence induction in plants, algae and cyanobacteria: a viewpoint. Photosynth Res 94:275–290

2. Хрущев и др. (2021) Выявление токсического воздействия тяжёлых металлов на фитопланктон… Теоретическая и прикладная экология. 2021. 2, 134-141

3. Belyaeva et al. 2022. Dynamics of in vivo membrane processes … Biophysics 67(5):712-729

4. Schansker et al. (2003) Characterization of the 820-nm transmission signal paralleling the chlorophyll a fluorescence rise (OJIP) in pea leaves. Funct Pl Biol, 2003, 30, 785-79

тезисы на русском языке (PDF)