1. Окислительно-восстановительные компоненты ЭТЦ фотосинтеза. Химическое строение и свойства.

1. Окислительно-восстановительные компоненты ЭТЦ фотосинтеза. Химическое строение и свойства.

Редокс-агенты ЭТЦ хлоропластов включены в состав трех интегральных мультипептидных комплексов, расположенных в мембранах тилакоидов, — ФС1, ФС11 и цитохромный b₆f-комплекс. некоторые компоненты ЭТЦ свободно перемещаются по поверхности мембраны (пластоцианин, ферредоксин) или в ее толще (пластохиноны) и осуществляют связь между функцио­нальными комплексами.

Цитохромы в ЭТЦ хлоропластов представлены двумя цитохромами группы b (цитохром b559 и цитохром b₅₆₃, или цитохром b₆) и цитохромом группы с (ци­тохром f). Каждый из двух цитохромов группы b найден в хлоропластах в виде двух редокс-форм — низкопотенциальной (L) и высокопотенциальной (Н). Ци­тохромы b₆ (цит. b₆L с Е^’₀ = -0,15 В и цит. b₆Нс Е^’₀ = -0,05 В), а также цитохром f (Ео = +0,37 В) входят в состав цитохромного b₆f -комплекса и участвуют в окислении пластохинолов и восстановлении пластоцианина; цитохром b₅₅₉ связан с комплексом ФС11.

Железосерные белки. В ЭТЦ хлоропластов входят 3 железосерных центра, содержащих [4Fe-4S]-кластера F_x, F_А и F_B, и 2 белка с [2Fe-2S]-кластерами — ферредоксин (ФД) и центр Риске. Железосерные кластеры F_x, F_А и F_B и ферредоксин отличаются низкими окислительно-восстановительными потенциала­ми (от -0,7 В до -0,42 В). Они участвуют в восстановлении НАДФ⁺ в ФС1. Центр Риске имеет необычно высокий для железосерных белков окислитель­но-восстановительный потенциал (около +0,3 В). Он находится в цитохромном b₆f -комплексе и осуществляет окисление пластохинолов.

Хиноны. Представители двух групп хинонов — бензохиноны (пластохино­ны) и нафтохиноны (филлохинон) включены в ЭТЦ фотосинтеза. Филлохинон (витамин К_х) — переносчик электронов на акцепторной стороне ФС1 (А₁), участвует в переносе электронов от первичного акцептора электронов (А₀) к железосерному кластеру F_х. окислительно-восстановитель­ный потенциал (около -0,8 В). Пластохиноны (PQ) осуществляют транспорт электронов на акцепторной стороне ФС11 (Q_A и Q_B), а также между комплек­сом ФСП и цитохром b₆f -комплексом в составе пула пластохинонов. Окисли­тельно-восстановительный потенциал пластохинонов близок к нулю.

Флавинсодержащий переносчик электронов ЭТЦ хлоропластов. Фермент фер­редоксин-НАДФ-оксидоредуктаза (ФНР) содержит в качестве редокс-кофактора ФАД. Восстанавливает НАДФ⁺ в ФС1. Электроны для восстановления полу­чает от восстановленного ферредоксина (ФД). Окислительно-восстановитель­ный потенциал равен -0,36 В.

Пластоцианин (Пц) — водорастворимый белок, содержащий 1 атом меди. Осуществляет перенос электронов по одноэлектронному типу, причем атом меди изменяет свою валентность (Си⁺ =Си ²⁺). Окислительно-восстановительный потенциал Пц равен +0,37 В. Пц восстанавливает окисленный пигмент РЦ ФС1 П700 и окисляет цитохром f цитохром b₆f-комплекса хлоропластов.

Марганецсодержащий кластер {Mn-кластер). Располагается в комплексе ФС11 и образует систему окисления воды (S). Кластер включает 4 атома мар­ганца, валентность которых меняется в ходе индуцируемых светом окисли­тельно-восстановительных реакций. Окислительно-восстановительный потен­циал максимально окисленного кластера около +0,9 В. Mn-кластер окисляет воду с образованием молекулярного кислорода.

Электроны от Mn-кластера передаются на П₆₈₀⁺ через промежуточный пере­носчик электронов (Tyr_z) — остаток тирозина (Туr-161) белка D1 ФС11. Окис­лительно-восстановительные реакции идут с образованием нейтрального ра­дикала тирозина.

Тетрапиррольные переносчики электронов —первичными донорами и первичными акцептора­ми электронов в реакционных центрах ФС1 и ФС11. Окислительно-восстанови­тельные реакции циклических тетрапирролов сопровождаются образованием заряженных радикалов.

Дата добавления: 2015-09-29