Взаимодействие бактериохлорофилла с синглетным кислородом в мембранах пурпурных фотосинтезирующих бактерий: существует ли защитная функция каротиноидов?

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено прямое действие синглетного кислорода на бактериохлорофилл (БХл) светособирающих комплексов в мембранах четырех видов пурпурных несерных и серных фотосинтезирующих бактерий с каротиноидами и без каротиноидов. Установлено, что БХл в образцах без каротиноидов, как правило, более устойчив к действию синглетного кислорода по сравнению с контролем. Предполагается, что каротиноиды не нужны для защиты БХл светособирающих комплексов бактерий от синглетного кислорода, а в классической работе Griffith et al. [1] процесс апоптоза клеток бескаротиноидных мутантов, который включает разрушение комплексов, появление мономерного БХл и генерацию последним синглетного кислорода с последующим окислением самого БХл, был ошибочно приписан защитной функции каротиноидов.

Об авторах

З. К. Махнева

Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук

Email: AshikhminAA@gmail.com
Россия, 142290, г. Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 2

А. А. Ашихмин

Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: AshikhminAA@gmail.com
Россия, 142290, г. Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 2

М. А. Большаков

Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук

Email: AshikhminAA@gmail.com
Россия, 142290, г. Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 2

А. А. Москаленко

Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук

Email: andrey-moskalenko@rambler.ru
Россия, 142290, г. Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 2

Список литературы

  1. Griffith M., Sistrom W.R., Cohen-Bazire G., Stanier R.Y. Functions of Carotenoids in Photosynthesis // Nature. 1955. V. 176. P. 1211-1215.
  2. Cogdell R.J. and Frank H.A. How Carotenoids Function in Photosynthetic Bacteria // Biochem Biophys Acta. 1987. V. 895. P. 63-79.
  3. Arellano J.B., Yousef Y.A., Melø T.B., Mahamad S.B.B., Cogdell R.J., Naqvi K.R. Formation and Geminate Quenching of Singlet Oxygen in Purple Bacterial Reaction Center // J. Photochem. Photobiol. B. Biol. 2007. V. 87. P. 105-112.
  4. Uchoa A.F., Knox P.P., Turchielle R., Seifullina N.Kh., Baptista S.M. Singlet Oxygen Generation in the Reaction Centers of Rhodobacter sphaeroides // Eur. Biophys. J. 2008. V. 37. P. 843-850.
  5. Ashikhmin A., Makhneva Z., Moskalenko A. The LH2 Complexes are Assembled in the Cells of Purple Sulfur Bacterium Ectothiorhodospira haloalkaliphila with Inhibition of Carotenoid Biosynthesis // Photosynth. Res. 2014. V. 119. P. 291-303.
  6. Maisch T., Baier J., Franz B., Maier M., Landthaler M., Szeimies R-M., Bäumler W. The Role of Singlet Oxygen and Oxygen Concentration in Photodynamic Inactivation of Bacteria // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007. V. 104. P. 7223-7228.
  7. Bahatyrova S., Frese R.N., Siebert C.A., Olsen J.D., van der Werf K., van Grondelle O.R., van Niederman R.A., Bullough P.A., Otto C., Hunter C.N. The Native Architecture of a Photosynthetic Membrane // Nature. 2004. V. 430. P. 1058-1062.
  8. Löhner A., Carey A.M., Hacking K., Picken N., Kelly S., Cogdell R., Köhler J. The Origin of the Split B800 Absorption Peak in the LH2 Complexes from Allochromatium vinosum // Photosynth Res. 2015. V. 123. P. 23-31.
  9. Торопыгина О.А., Махнева З.К., Москаленко А.А. Кластерам бактериохлорофилла не требуются каротиноиды для защиты от фотоокисления в светособирающих комплексах фотосинтезирующих бактерий // ДАН. 2003. Т. 391. С. 828-831.
  10. Makhneva Z., Bolshakov M., Moskalenko A. Heterogeneity of Carotenoid Content and Composition in LH2 of the Sulphur Purple Bacterium Allochromatium minutissimum Grown under Carotenoid-Biosynthesis Inhibition // Photosynth. Res. 2008. V. 98. P. 633-641.
  11. Berghoff B.A., Glaeser J., Nuss A.M., Zobawa M., Lottspeich F., Klug G. Anoxygenic Photosynthesis and Photooxidative Stress: a Particular Challenge for Roseobacter // Environ. Microbiol. 2011. V. 13. P. 775-791.
  12. Cogdell R.J., Howard T.D., Bittl R., Schlodder E., Geisenheimer I., Lubitz W. How Carotenoids Protect Bacterial Photosynthesis // Philos. Trans. R. Soc. Lond B Biol. Sci. 2000. V. 355. Р. 1345-1349.
  13. Šlouf V., Cháber P., Olsen J.D., Martin E.C., Qian P., Hunter C.N., Polívka T. Photoprotection in a Purple Phototrophic Bacterium Mediated by Oxygen-Dependent Alteration of Carotenoid Excited-State Properties // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012. V. 109. P. 8570-8575.
  14. Dworkin M. Endogenous Photosensitization in a Carotenoidless Mutant of Rhodopseudomonas spheroides // J. Gen. Physiol. 1958. V. 41. P. 1099-1112.
  15. Limantara L., Koehler P., Wilhelm B., Porra R.J., Scheer H. Photostability of Bacteriochlorophyll a and Derivatives: Potential Sensitizers for Photodynamic Tumor Therapy // Photochem. Photobiol. 2006. V. 82. P. 770-780.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2019