By this author

Energy dependent non-photoshemical quenching: PsbS, LhcSR and other players

from 01.01.2025

Для растений, обладающих высокочувствительным к свету фотосинтетическим аппаратом, приспособленным к улавливанию энергии света даже при слабых световых потоках, чрезвычайно опасны быстрые и значительные возрастания этого потока. Для решения проблем, вызываемых избыточной энергией падающего света, растения выработали целый ряд защитных механизмов, среди которых чрезвычайно важную роль играет нефотохимическое тушение возбуждённых состояний хлорофилла. Под нефотохимическим тушением, как правило, понимают совокупность различных механизмов, приводящих к сокращению времени жизни возбуждённых состояний хлорофилла в фотосинтетической антенне и тем самым к снижению эффективного воздействия света на весь фотосинтетический аппарат. Наиболее быстродействующий механизм нефотохимического тушения – так называемое энергозависимое тушение, которое активируется образованием трансмембранного протонного потенциала на тилакоидной мембране. Основные молекулярные игроки в этом механизме – кислородсодержащие каротиноиды ксантофиллы и белки тилакоидной мембраны: компонент антенны, LhcSR, у водорослей и мхов и компонент фотосистемы 2, PsbS, у высших растений и эволюционно наиболее близких к ним групп водорослей. Данный обзор посвящён молекулярным механизмам энергозависимого нефотохимического тушения, причём основной акцент сделан на PsbS-зависимом тушении. Установление того факта, что PsbS не связывает пигменты, породило представление о косвенной PsbS-зависимой активации тушения, т.е. о генерации центров тушения в других компонентах фотосинтетической антенны. В качестве механизмов такой активации в настоящее время рассматриваются: влияние PsbS на константы кислотной диссоциации аминокислотных остатков взаимодействующих с ним белков главной и малых антенн фотосистемы 2; влияние на конформацию каротиноидов в антенных белках; наконец, обсуждается роль PsbS как «мембранной смазки», увеличивающей подвижность главных антенн, LHCII, и обеспечивающей им возможность миграции в тилакоидной мембране и агрегации с последующим переходом в затушенное состояние.

122 0

THE OVERALL EQUATION OF PHOTOSYNTHESIS AND THE SOURCE OF MOLECULAR OXYGEN: TUTORIAL ANALYSIS OF THE FORMAL PARADOX

Issue number 9 from 20.03.2026

В статье разбирается формальный парадокс, связанный с образованием молекулярного кислорода при фотосинтезе. После работ Ван Ниля в начале 1930-х гг. стало ясно, что в ходе оксигенного фотосинтеза молекулярный кислород образуется из атомов, входящих в состав воды, а не углекислого газа. В то же время из суммарного уравнения фотосинтеза, CO + HO — → (C HO) + O, видно, что количество атомов кислорода, образующегося в реакциях фотосинтеза, больше, чем его могло бы образоваться из входящих в реакции молекул воды. Данный парадокс может быть разрешён путём детального анализа световых и темновых реакций фотосинтеза, приводящих в итоге к включению углерода молекулы углекислого газа в состав молекулы углевода и образованию молекулярного кислорода. Тем не менее, несмотря на простоту решения, оно не очевидно при первой встрече с данным парадоксом. Среди причин этого, по-видимому, тот факт, что темновые реакции фотосинтеза, как правило – и в научной, и даже в учебной литературе – записываются схематично, без аккуратного указания всех входящих в реакции компонентов. Автор полагает, что анализ этого парадокса и стоящих за ним физико-химических принципов организации фотосинтеза может быть полезен для студентов, специализирующихся в области биохимии.

27 0