СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕГРАДАЦИИ ЖЕЛЕЗОСЕРНЫХ БЕЛКОВ ХЛОРОПЛАСТОВ ШПИНАТА И МЕМБРАН ТЕРМОФИЛЬНЫХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ ОРИ ВЫСОКИХ ТЕМ

摘要

Мёссбауэровские спектры хлоропластов шпината, выращенного на минеральной среде с изотопом ~(57)Fе, как и спектры мембран термофильной цианобактерии Synechococcus elongatus, имеют форму широкого асимметричного дублета, характерного для железосерных белков фотосистемы 1 (ФСI). Прогревание хлоропластов при фиксированной температуре в интервале 20-70° приводит к существенному изменению центральной части спектра, свидетельствующему о появлении компонент с меньшим квадрупольным расщеплением. Однако термоиндуцированный дублет с параметрами δ = 1,28 мм/с и △Q = 3,10 мм/с, соответствующий гид-ратированным формам двухвалентного железа и связанный с разрушением активных центров поверхностного белка ФС I ферредоксина, в случае шпината не наблюдается. Для сравнительного анализа мёссбауэровс-ких спектров фотосинтетических мембран цианобактерии и шпината восстановлены функции вероятности распределения квадрупольных смещений (1/2 квадрупольного расщепления △Q) для трехвалентногожелеза. Расчет таких функций для обоих препаратов показал, что с ростом температуры прогрева уменьшается вероятность присутствия в них нативных железосерных центров F_х, F_А, F_B (интервал квадрупольных смещений 0,43-0,67 мм/с), На фоне этого процесса нарастает вероятность появлениякластеров окисленного железа, плавно и медленно - для мембран термофильных цианобактерии и более выражено и дискретно - для хлоропластов шпината, Вероятность нахождения железосерных переносчиков F_х, F_А, F_B хлоропластов шпината резко падает и достигает нуля в интервале температур, вызывающих ингибирование транспорта электронов через ФСI, В случай цианобактерии термодеструкция железосерных центров ФСI, так же как и ее функциональная деградация, сдвинута в область более высоких температур. Полученные данные позволяют предположить, что термоповреждения ядра ФСI термофильных и мезофильных организмов происходят по одинаковой схеме: разрушаются переносчики F_х, F_А, F_B и высвобожденное из железосерных центров окисленное железо накапливается в виде многоядерных железокислородных кластеров, связанных с мембраной.