|
PresentationsРоль цитохромного $b_6f$-комплекса в регуляции электронного транспорта в первичных реакциях фотосинтезаМосковский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Биологический факультет, кафедра биофизики. 119991, Россия, г. Москва, ул. Ленинские горы, д. 1, стр. 24. E-mail: roman123qwe123@gmail.com Актуальной задачей современной фотобиологии является изучение механизмов переноса электронов в реакциях фотосинтеза. Эффективное функционирование электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) хлоропластов обеспечивается регуляцией скорости электронного транспорта компонентами ЭТЦ. Одним из ключевых компонентов такой регуляции является цитохромный $b_6f$-комплекс, взаимодействующий с мобильным переносчиком электронов – молекулой пластохинона. При взаимодействии с цитохромным $b_6f$-комплексом молекула восстановленного пластохинона ($PQH_2$) отдает один из двух своих электронов акцепторам дальнейшего участка ЭТЦ, а другой электрон участвует в так называемом Q-цикле, восстанавливая другую молекулу пластохинона. Эффективная работа Q-цикла требует одновременного присутствия как окисленных ($PQ$), так и восстановленных ($PQH_2$) форм пластохинона в определенном соотношении. Скорость восстановления пластохинона зависит также от активности фотосистемы II (ФСII), которая, в свою очередь, зависит от количества поглощаемой световой энергии.
Для описания динамики ЭТЦ и переключений между ее различными функциональными состояниями в различных условиях была разработана математическая модель. Модель включает реакции взаимодействия молекул пластохинона как с комплексом ФСII, так и с цитохромным $b_6f$-комплексом. Анализ модели показал, что система способна демонстрировать бистабильное поведение: переключаться между двумя устойчивыми режимами – состоянием с преобладанием окисленных форм пластохинона (характерным для нормально функционирующей ЭТЦ) и состоянием с избыточным восстановлением пластохинона, сопровождающимся ингибированием электронного транспорта. Такое поведение обусловлено наличием двух сайтов связывания молекул пластохинона на цитохромном $b_6f$-комплексе. Показано, что при низкой освещенности система стремится к нормальному режиму, тогда как избыточное освещение вызывает переключение в режим с перевосстановленным пулом пластохинонов и, как следствие, подавление активности ЭТЦ.
|
