Фотосинтетический кислород роль H2O2

и

Особый интерес среди аналогов H2O представляет пероксид водорода. В присутствии H2O2 хлоропласты выделяют O2 в ответ на первый световой импульс [4]. Этот результат подтвержден в опытах с H218O2 [5]. В темноадаптированных тилакоидах хлоропластов H2O2 вызывает переход S1 → S-1 [4, 5]. При этом устанавливается соотношение S0 : S-1 : S1, близкое к 0 : 6 : 4 [5]. Состояние S-1 стабильно и не релаксирует, по меньшей мере, в течение 15 мин [5]. Одиночный световой импульс вызывает переход S-1/S1 → S0/S2, который инициирует темновую реакцию окисления H2O2 с образованием O2 [4,5]. Как продемонстрировано в опытах с H218O2, весь O2 выделяется из H2O2 [5], в расчете на 1 P680 после одиночной вспышки света выделяется более 20 молекул O2. Эта реакция, подобная каталазной реакции, предположительно обусловлена восстановлением S2 до S0 посредством H2O2 (E0' для O2/H2O2 равен 0,295 В) и последующим H2O2-зависимым окислением S0 до S2 (E0' для H2O2/H2O равен 1,42 В). Реакции S-состояний, вызываемые H2O2, иллюстрирует схема (по [5]).

Переходы S2 → S1 и S0 S-1 приводят к постепенному затуханию темнового выделения O2 из H2O.

Имеются данные о том, что выделение O2 из H2O2 в результате циклического перехода S2 → S0 → S2 возможно без предварительного воздействия одиночным световым импульсом [6-8]. Процесс зависит от (Mn)4, Ca2+ и Cl- [6]. Эти данные, однако, подвергнуты критике [9]. В частности, комплексы ФСII, лишенные субъединиц ВОК с молекулярной массой 17 и 24 кДа ( на которых проводились опыты [6-8]), по данным работы [10] при воздействии H2O2 теряют Mn, а по данным работы [8] полностью сохраняют его и при этом характеризуются отсутствием шестиполосного сигнала ЭПР от Mn2+, находящегося в водном окружении. Утверждается [9], что такой сигнал в условиях комнатной температуры, в которых проводились измерения [8], должен регистрироваться и в образцах с нативным Mn-кластером ВОК. Тилакоидные мембраны, обедненные Cl-, не способны к фотоокислению H2O, но выделяют O2 из H2O2 на свету [11]. Опыты с антибиотиком A23187 (осуществляющим трансмембранный обмен двухвалентных катионов на 2H+) и данные о действии добавленного Mn2+ склонили авторов работы [11] к предположению о том, что фотоокисление H2O2 в таких мембранах катализируется свободным или лабильно связанным Mn, возникающим в результате H2O2-зависимой деструкции (Mn)4, входящего в состав ВОК. Добавленный Mn2+ поддерживает окисление H2O2 в тилакоидных мембранах, обогащенных ФСII и предварительно лишенных Mn [12].

Таким образом, к настоящему времени нет ясности по вопросу, нужен ли для выделения O2 из H2O2 интактный ВОК. Или этот процесс протекает и после деструкции ВОК? В этом случае пути окисления H2O и H2O2 расходятся, и тогда изучение разложения H2O2 в качестве подхода для познания механизма выделения O2 из H2O теряет смысл.

Однако имеются данные, полученные с применением другого подхода. В определенных условиях электрон-донорная ветвь ФСII может генерировать H2O2. Образование H2O2 на свету вызывают ADRY-реагенты (ADRY - от английского "Acceleration of Deactivation Reactions of the Water-Oxidizing Complex Y", см. [2] в качестве обзора) [13] - соединения, которые, окисляясь, ускоряют дезактивацию S2- и S3-состояний с образованием S1. H2O2 образуется в вывернутых тилакоидных мембранах, если они лишены 16- и 23 кДа-полипептидов ВОК [14]. Процесс зависит от добавленного Mn2+ и подавляется ЭДТА. Освещение мембран, обогащенных ФСII в результате обработки детергентом, тоже приводит к образованию H2O2 [15, 16], как предполагают авторы, в электрон-донорной ветви ФСII.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Дополнительно

Оборудование для механического обезвоживанья и сушки текстильных материалов
Сушка является самым распространенным технологическим процессом красильно-отделочного производства. На многих от­делочных фабриках сушильное оборудование занимает прибли­зительно до 30 % производственных площадей, потребляет до 40 % всего расходуемого тепла и до 30 % электроэнергии. Одним из эффек ...

Автоматизированное проектирование станочной оснастки
1.1. СТАНОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ . КЛАССИФИКАЦИЯ , ВИДЫ . 1.1.1. Станочные приспособления . Основную группу технологической оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства к технологич ...

Меню сайта