Роль марганец-бикарбонатных комплексов в каталазной и водоокисляющей активностях фотосистемы 2
Диссертация
Вольтамперометрическим методом показано, что бикарбонат образует с Мпп комплексы состава МпНСОэ+ (при 10−100 мМ БК, р= ЮМ" 1) и Мп (НС03)2 (при 100−600 мМ БК, Р = 350М" 2). На основании сопоставления данных по светозависимому окислению Мп11 препаратами ФС-2 и электрохимических данных предположено, что фотоокислению безмарганцевыми препаратами ФС-2 подвергается водный комплекс Мп", и что… Читать ещё >
Содержание
- 1. Введение
- 2. Обзор литературы
- 2. 1. О строении фотосистемы
- 2. 2. О механизме фотосинтетического окисления воды
- 2. 3. Об участии бикарбоната в функционировании донорной стороны фотосистемы
- 2. 4. Об активности комплексов марганца с бикарбонатом в реакции разложении перекиси водорода
- 2. 5. О каталазной активности фотосистемы
- 3. Методы и материалы
- 4. Результаты и обсуждение
- 4. 1. Влияние бикарбоната, ацетата и формиата на реактивацию переноса электронов от Мп11 к реакционным центрам ФС
- 4. 2. Определение состава комплексов Мп111 с бикарбонатом, ацетатом и формиатом при окислении Мп11 на платиновом электроде
- 4. 3. Определение состава Мпп-бикарбонатных комплексов при восстановлении Мп11 на стационарном ртутном катоде
- 4. 4. Каталазная активность МпП-бикарбонатных комплексов
- 4. 5. Каталазная активность препаратов фотосистемы
Список литературы
- Ананьев Г. М., Закржевский Д. А. (1982) Избирательное подавление ингибиторами фотосинтеза отдельных фаз кинетики выделения 02 клетками хлореллы при импульсном освещении //Физиология растений, 29(6), 1114−1119.
- Ананьев Г. М., Климов В. В. (1989) Взаимодействие системы люминол-пероксидаза с марганцем водоокисляющего комплекса фотосистемы II //Биохимия, 54, 1386−1393.
- Ананьев Г. М., Климов В. В. (1989) Исследование фотообразования «связанного» пероксида водорода в донорной части фотосистемы II //Биохимия, 54, 1587−1596.
- Бонд A.M. (1983) Полярографические методы в аналитической химии: Пер. с англ./Под ред. С. И. Жданова. М.: Химия, 1983. — 328 е., ил.
- Гавриленко В.Ф. (2003) Большой практикум по фотосинтезу: Учеб. пособие для студ. вузов / В. Ф. Гавриленко, Т.В. Жигалова- под ред. И. П. Ермакова. М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 256 с.
- Гейровский Я., КутаЯ. (1965) Основы полярографии. М.: Мир, 1965. -559 с.
- Гороновский И.Т., Назаренко Ю. П., НекрячЕ.Ф. (1974) Краткий справочник по химии. Киев: Наукова думка, 1974. — 991 с.
- Жармухамедов С.К., Ширшикова Г. Н., Маевская З. В., Антропова Т. М., Климов В. В. (2007) Бикарбонат защищает водоокисляющий комплекс фотосистемы II от термоинактивации в интактных клетках Chlcimydomonas reinhardtii //Физиология растений, 54, 1−8.
- Климов В.В., Аллахвердиев С. И., Шувалов В. А., Красновский А. А. (1982) Действие обратимой экстракции марганца на световые реакции препаратов фотосистемы 2 //Доклады Академии наук СССР, 263, 10 011 005.
- Козлов Ю.Н., Казакова А. А., Климов В. В. (1997) Изменение окислительно-восстановительного потенциала и каталазной активности ионов Мп2+ при образовании Мп-бикарбонатных комплексов //Биологические мембраны, 14(1), 93−97.
- Лурье Ю.Ю. (1971) Справочник по аналитической химии. 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Химия, 1971. -456 с.
- Россотти Ф., РоссоттиХ. (1965) Определение констант устойчивости и других констант равновесия в растворах. пер. с англ. — М., Мир, 1965. -564 с.
- Справочник химика (1964), M.-JL: Химия, 1964. т. 3. — 756 с.
- Сычёв А.Я., ИсакВ.Г., ЛапД.В. (1977) Каталитические свойства карбонатных комплексов Mn (II) и Co (II) в реакциях разложения Н202 //Журнал физической химии, 51, 363−366.
- Сычёв А.Я., ИсакВ.Г., Дао Ван Лап (1978) Механизм реакции каталитического разложения перекиси водорода карбонатами Mn (II) //Журнал физической химии, 52(1), 107−112.
- Сычёв А.Я., Пфанмеллер У., ИсакВ.Г. (1981) Термодинамика комплексообразования бикарбонатных комплексов марганца (II) //Журнал физической химии, 55, 365−368.
- Сычёв А.Я., ИсакВ.Г., Пфаннмеллер У. (1983) Высокие состояния окисления комплексов марганца в катализе. II. Механизм распада Н202 в присутствии бикарбонатных комплексов марганца (П) //Журнал физической химии, 57(3), 760−762.
- Сычёв А.Я., ИсакВ.Г. (1990) Координационные соединения марганца в катализе. Кишинёв: Штиинца, 1990. —320 с.
- Сычёв А.Я., ИсакВ.Г. (1993) Каталазные, пероксидазные и оксидазные свойства координационных соединений марганца //Успехи химии, 62, 303−315.
- Холл Д., Рао К. (1983) Фотосинтез: Пер. с англ. М.: Мир, 1983. — 134 е., ил.
- Aebi Н. (1984) Catalase. In: Methods of enzymatic analysis, ed. Bergmeyer H.U., 1984, v. 3,273−285.
- Allakhverdiev S., YruelaL, Picorel R. and Klimov V. (1997) Bicarbonate is an essential constituent of the water-oxidizing complex of photosystem II //Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 5050−5054.
- Ananyev G.M., ZaltsmanL., Vasko C. and Dismukes G.C. (2001) The inorganic biochemistry of photosynthetic oxygen evolution / water oxidation //Biochimica et Biophysica Acta, 1503, 52−68.
- Aoyama C., Suzuki H., Sugiura M. and Noguchi T. (2007) Flash-induced FTIR difference spectroscopy shows no evidence for the structural coupling of bicarbonate to the oxygen-evolving Mn cluster in photosystem II //Biochemistry, 47, 2760−2765.
- Berthold D.A., BabcockG.T. and Yocum C.F. (1981) A highly resolved, oxygen-evolving photosystem II preparation from spinach thylakoid membranes //FEBS Letters, 134, 231−234.
- Clausen J., Beckmann K., Junge W., Messinger J. (2005) Evidence that bicarbonate is not the substrate in photosynthetic oxygen evolution //Plant Physiology, 139, 1444−1450.
- Dasgupta J., Tyryshkin A.M., Kozlov Yu.N., Klimov V.V. and Dismukes G.C. (2006) Carbonate complexation with Mn in aqueous phase: redox behavior and ligand binding modes by electrochemistry and EPR //Journal of Physical Chemistry В, 110, 5099−5 111.
- Dismukes G.C. (1996) Manganese enzymes with binuclear active sites //Chemical Reviews, 96(7), 2909−2926.
- Dismukes G.C., Klimov V.V., Baranov S.V., Kozlov Yu.N., Dasgupta J. and Tyryshkin A. (2001) The origin of atmospheric oxygen on earth: the innovation of oxygenic photosynthesis //Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 2170−2175.
- Dounce A.L. (1983) A proposed mechanism for the catalatic action of catalase //Journal of Theoretical Biology, 105(4), 553−567.
- DunahayT., Staehelin L.A., SeibertM., Ogilvie P.D. and Berg S.P. (1983) Structural, biochemical and biophysical characterization of four oxygen-evolving photosystem II preparations from spinach //Biochimica et Biophysica Acta, 764, 179−193.
- Ferreira K.N., Iverson T.M., Maghlaoui K., Barber J., Iwata So (2004) Architecture of the photosynthetic oxygen-evolving center //Science, 303, 1831−1838.
- Ford R.C. and Evans M.C.W. (1983) Isolation of a photosystem 2 preparation from higher plants with highly enriched oxygen evolution activity //FEBS Letters, 160, 159−164.
- Frasch W.D. and Mei R. (1987) Hydrogen peroxide as an alternate substrate for the oxygen-evolving complex //Biochimica et Biophysica Acta, 891, 8−14.
- Frash W.D. and Mei R. (1987) Kinetics of 02 evolution from H202 catalyzed by the oxygen-evolving complex: investigation of the S-dependent reaction //Biochemistry, 26, 7321−7325.
- Hillier W., Messinger J., Wydrzynski T. (1998) Kinetic determination of the fast exchanging substrate molecule in the S3-state of photosystem II //Biochemistry, 37(48), 16 908−16 914.
- Hillier W., Wydrzynski T. (2000) The affinities for the two water binding sites in the 02-evolving complex of photosystem II vary independently during S-state turnover//Biochemistry, 39(15), 4399−4405.
- Hulsebosch R.J., Allakhverdiev S.I., Klimov V.V., Picorel R. and Hoff A.J. (1998) Effect of bicarbonate on the S2 multiline EPR signal of the oxygen-evolving complex in photosystem II membrane fragments //FEBS Letters, 424, 146 148.
- Khorobrykh A.A., Terentyev V.V., Zharmukhamedov S.K. and Klimov V.V. (2008) Redox interaction of Mn-bicarbonate complexes with reaction centres of purple bacteria //Philosophical Transactions of the Royal Society B, 363, 1245−1251.
- Klimov V.V., Allakhverdiev S.I., Shuvalov V.A., Krasnovsky A.A. (1982) Effect of extraction and re-addition of manganese on light reactions of photosystem II preparations //FEBS Letters, 148, 307−312.
- Klimov V., Ananyev G., Zastryzhnaya O., Wydrzynski Т., Renger G. (1993) Photoproduction of hydrogen peroxide in photosystem II membrane fragments: a comparison of four signals //Photosynthesis Research, 38, 409 416.
- Klimov V.V., Allakhverdiev S.I., Baranov S.V. and Feyziev Ya.M. (1995) Effects of bicarbonate and formate on the donor side of photosystem II //Photosynthesis research, 46, 219−225.
- Klimov V.V., Allakhverdiev S.I., Feyziev Ya.M. and Baranov S.V. (1995) Bicarbonate requirement for the donor side of photosystem II //FEBS Letters, 363, 251−255.
- Klimov V.V., Baranov S.V. and Allakhverdiev S.I. (1997) Bicarbonate protects the donor side of photosystem II against photoinhibition and thermoinactivation //FEBS Letters, 418, 243−246.
- Klimov V.V., Hulsebosch R., Allakhverdiev S.I., Wincencjusz H, van Gorkom H. and Hoff A. (1997) Bicarbonate may be required for ligation of manganese in the oxygen evolving complex of photosystem II //Biochemistry, 36, 1 627 716 281.
- Klimov V.V., Baranov S.V. (2001) Bicarbonate requirement for the water-oxidizing complex of photosystem II //Biochimica et Biophysica Acta, 1503, 187−196.
- Mano J., Takahashi M. and AsadaK. (1987) Oxygen evolution from hydrogen peroxide in photosystem II: flash-induced catalatic activity of water-oxidizing photosystem II membranes //Biochemistry, 26, 2495−2501.
- Mano J., Kawamoto K., Dismukes G.C. and AsadaK. (1993) Inhibition of the catalase reaction of photosystem II by anions //Photosynthesis Research, 38, 433−440.
- Nelson N., Yocum C.F. (2006) Structure and function of photosystems I and II //Annual Review of Plant Biology, 57, 521−565.
- Ono T. and Inoue Y. (1984) Ca~ -dependent restoration of 02-evolving activity m CaCb-washed PS II particles depleted of 33, 24 and 16 kDa proteins //FEBS Letters, 168, 281−286.
- Radmer R. and Ollinger O. (1980) Isotopic composition of photosynthetic 02 flash yield in the presence of H2180 and HC1803″ //FEBS Letters, 110, 57−61.
- Renger G. (2001) Photosynthetic water oxidation to molecular oxygen: apparatus and mechanism //Biochimica et Biophysica Acta, 1503, 210−228.
- Sheptovitsky Ye.G. and BrudvigW.G. (1996) Isolation and characterization of spinach photosystem II membrane-associated catalase and polyphenol oxidase //Biochemistry, 35, 16 255−16 263.
- Sheptovitsky Ye.G. and BrudvigW.G. (1998) Catalase-free photosystem II: the 02-evolving complex does not dismutate hydrogen peroxide //Biochemistry, 37, 5052−5059.
- Shevela D.N., Khorobrykh A.A. and Klimov V.V. (2006) Effect of bicarbonate on the water-oxidizing complex of photosystem II in the super-reduced S-states //Biochimica et Biophysica Acta, 1757, 253−261.
- Shevela D., Klimov V., Messinger J. (2007) Interactions of photosystem II with bicarbonate, formate and acetate //Photosynthesis Research, 94, 247−264.
- Stadtman E.R., BerlettB.S., and Chock P.B. (1990) Manganese-dependent disproportionation of hydrogen peroxide in bicarbonate buffer //Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87, 384−388.
- StemlerA. (1986) Carbonic anhydrase associated with thylakoids and photosystem II particles from maize //Biochimica et Biophysica Acta, 850, 97−107.
- Van Rensen J.J.S. and Klimov V.V. (2005) Bicarbonate interactions //in: Photosystem II: The light-driven water: plastoquinone oxidoreductase (Wydrzynski T. and Satoh K. eds), Springer, Dordrecht, 329−345.
- Velthuys B. and KokB. (1978) Photosynthetic oxygen evolution from hydrogen peroxide //Biochimica et Biophysica Acta, 502, 211−221.
- Wincencjusz H., Allakhverdiev S.I., Klimov V.V. and van GorkomH.J. (1996) Bicarbonate-reversible formate inhibition at the donor side of photosystem II //Biochimica et Biophysica Acta, 1273, 1−3.
- Wintermans J.F., De Mots A. (1965) Spectrophotometric characteristics of chlorophylls a and b and their pheophytin in ethanol //Biochimica et Biophysica Acta, 109, 448−453.