Физиологическое значение меди в жизнедеятельности растений

Требст и Эльстнер (Trebst, Elstner, 1965) показали зависимость реак­ции восстановления НАДФ от пластоцианина и получили данные, гово­рящие в пользу того, что пластоцианин — облигатный переносчик в си­стеме транспорта электронов при фотосинтезе. Вессельс (Wessels, 1965) обнаружил восстановление пластоцианином НАДФ+ фотовосстанавливающей активности в фрагментированных дигитонином хлоропластах шпината. Е.А.Акулова и Е.Н.Мухин (1968) изучали роль пластоцианина из листьев гороха в восстановлении НАДФ фрагментами хлоропластов, обработанных дигитонином. Они получили данные, подтверждающие участие пластоцианина в НАДФ-восстанавливающей системе, и обнару­жили, что внесение субстратных количеств пластоцианина может влиять на положение точки насыщения на световой кривой. Это позволяет пред­положить участие пластоцианина в адаптации НАДФ-восстанавливающей системы хлоропластов к условиям освещения.

Пластоцианин, как выяснилось (Fork, Urbach, 1965; Trebst, Elstner, 1965, и др.), имеет одинаковый потенциал с цитохромом f и включается в цепь транспорта электронов между фотохимическими системами I и II, он участвует в образовании сильного восстановителя, являясь компо­нентом электроннотранспортного механизма фотохимической системы I. Цитохром f является непосредственным донором для пигментной системы I.

Кок и Рураинский (Kok, Rurainski, 1965) выдвинули предположение, что пластоцианин и цитохром f, обладая почти одинаковым редокспотенциалом, могут включаться в электронную цепь параллельно. Опыты с мутантами Chlamydomonas reinhardii, лишенными цитохрома 553 или пластоцианина, позволили определить, что пластоцианин в цепи переноса электронов стоит после цитохрома 553, который близок к цитохрому f петрушки. (Gorman, Levine, 1965);

Элстнер, Писториус, Бегер и Требст (Elstner, Pistorius, Boger, Trebst, 1968) пришли к выводу о существовании двух возможных доноров электронов для пигментной системы I — пластоцианина и цитохрома f. Они предполагают существование и двух пигментных систем I, возможно, пространственно разобщенных: одна связана с циклическим переносом электронов, и ее компонентом является цитохром f, другая принимает участие в нециклическом переносе электронов, и ее компонентом является пластоцианин. При обработке хлоропластов ультразвуком пластоцианин показал себя лучшим акцептором электронов, возникающих при фото­окислении воды фотохимической системой II, чем цитохром f. Сейчас можно считать доказанным (Avron, Schneyour, 1971), что пластоцианин является медиатором индуцируемого светом окисления цитохрома и тем самым служит переносчиком электронов между цитохромами и фотосистемой I. Приведенные данные показывают, что медь (пластоцианин) и железо (цитохром f) взаимодействуют в процессе фотосинтеза.

Несмотря на наличие столь интересных данных о роли медьсодержа­щего белка пластоцианина в фотосинтезе, роль меди в этом процессе еще требует дальнейшего выяснения. Во всяком случае ее участие нельзя, вероятно, ограничить функцией пластоцианина. Были получены данные (Lightbody, Krogmann, 1967), которые свидетельствуют в пользу того, что у Anabaena variabilis медь пластоцианина не ответственна за ингибирование реакции Хилла медьхелатирующими агентами и можно пред­полагать, что какое-то другое звено чувствительно к ингибированию медьхелатирующими агентами. Это снова выдвигает вопрос о возможном участии меди в системах, связанных с выделением кислорода в процессе фотосинтеза.

Перейти на страницу:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11