ОБРАЗОВАНИЕ ДВУХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА ПРИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ТЕРМОДЕСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗОСЕРНЫХ БЕЛКОВ МЕМБРАН ТЕРМОФИЛЬНЫХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ. МЁССБА

摘要

Железосодержащие компоненты фотосинтетических мембран представлены в основном железосерными белками ядер реакционных центров и поверхностными ферредоксинами. В мембранах пурпурных бактерий они содержат более 70% общего количества внутриклеточного железа [1]. Железосерные белки являются наиболее термолабильными компонентами ФС I кислородвыделяющих растительных организмов. Так, в мембранах термофильных цианобактерий функциональная активность поверхностных ферредоксинов теряется на начальных этапах термоиндуцированного нарушения работы цепи транспорта электронов ФС I [2]. Механизм инактивации железосерных центров в настоящее время остается неясным. В исследованиях мёссбауэровских спектров различных фотосинтетических организмов неоднократно отмечалось, что прогревание растительных препаратов при высоких температурах (140-360°С) приводит к образованию в них восстановленного железа с параметрами, характерными для свободных гидратированных ионов [Fe(H_2O)_6]~(2+). Этот эффект наблюдался на стручках и семядолях бобов сои, клетках зеленых водорослей [2] и пурпурных бактерий [3]. При изучении старения пурпурных бактерий в анаэробных условиях было также обнаружено, что аналогичные формы двухвалентного железа образуются в препаратах целых клеток и изолированных хроматофоров и при обычных температурах (12-30°С) [4]. Очевидно, что основным источником Fe~(2+) во всех случаях должны являться мембранные железосерные белки. В связи с этим можно предположить, что потеря функциональной активности железосерных центров при нагревании фотосинтетических мембран связана с образованием восстановленного железа. Для проверки этого предположения необходимо прежде всего выяснить, сопровождаются ли термоиндуцированные изменения состояния железосерных центров и функциональных свойств цепи транспорта электронов фотосинтетических мембран одновременным накоплением Fe~(2+). Традиционным объектом при изучении процессов термоинактивации фотосинтетического аппарата являются мембраны и субмембранные комплексы термофильных цианобактерий. В настоящей работе с помощьюмёссбауэровской спектроскопии нами были исследованы термоиндуцированные изменения состояния железа в железосерных центрах мембран термофильных цианобактерий Synechococcus elongatus в диапазоне температур, вызывающих их функциональную деструкцию.