BioScience Blog – Научный Биологический блог

Пространственная структура и спектральные характеристики светособирающих комплексов фотосинтезирующих бактерий детально исследованы. Однако вопрос о том, как отдельные компоненты (в частности, каротиноиды) встраиваются в структуру комплекса в клетке, остается открытым. Цель работы – исследовать принципы встраивания каротиноидов в периферический светособирающий комплекс В 800-850 из серной фотосинтезирующей бактерии Alc.minutissimuminvivo. Для этого были изучены комплексы с разным составом и уровнем содержания каротиноидов. Клетки Alc.minutissimumвыращивали, в присутствии разных концентраций ингибитора каротиноидгенеза дифениламина (3-12 мг/л). Было отобрано 4 образца, концентрация каротиноидов в которых варьировала в пределах от 2?7% до 55?70% от содержания каротиноидов в контрольном образце. Мембраны, выделенные из этих образцов, обрабатывали 2% додецилмальтозидом и нагревали в течение 0.5, 1, 2, 4, 8 и 12 мин при 80оС. Затем мембраны делили на комплекс В800-850 и зону свободных пигментов (разрушенные комплексы) методом электрофореза в полиакриламидном геле. Спектры поглощения полученных образцов регистрировали на спектрофотометре Cary 50. Анализ пигментов проводили методом ВЭЖХ на колонке Spherisorb ODS2, используя детектор с диодной матрицей SPD-M20A (Shimadzu). Во всех исследованных образцах не только уменьшалось количество каротиноидов, но и изменялся их состав. По мере увеличения концентрации ингибитора в мембранах увеличивалось количество каротиноидов из более ранних стадий биосинтеза (ликопин, нейроспорин), а также так называемых предшественников (фитофлуин, фитоин). При нагревании образцов в первую очередь разрушались комплексы, которые или совсем не содержали каротиноидов или их содержание было резко уменьшено. Об этом свидетельствуют данные ВЭЖХ анализа, как зон свободных пигментов, так и комплексов В800-850, которые были выделены из образцов подвергнутых нагреванию в течение разного времени. Доля комплексов, которые выдержали нагревание, уменьшалась с увеличением времени нагревания. Одновременно в этих комплексах увеличивалось содержание каротиноидов. Полученные данные свидетельствуют о гетерогенности популяции комплексов в клетках Alc.minutissimum, выращенных в присутствии ингибитора. Условно эту популяцию можно разбить на три части. 1 – комплексы без каротиноидов. Они преобладают в клетках при высоких концентрациях (12 мг) ингибитора. 2 – комплексы с низким содержанием каротиноидов из начальных этапов биосинтеза, которых больше при средних концентрациях ингибитора (6-9 мг). 3 – комплексы с высоким содержанием каротиноидов (до 60-90 % от контроля). Они обнаруживаются в мембранах при концентрации ингибитора 3-9 мг. Указанные данные свидетельствуют о том, что каротиноиды invivoне встраиваются в комплексы равномерно. Очевидно, что in vivo существуют места сборки комплексов, которые контактируют с определенными ансамблями ферментов синтеза каротиноидов. От степени ингибирования этих ансамблей зависит, какие типы каротиноидов встраиваются в комплекс В800-850 invivo.