ИСТИНА

В строме хлоропластов в процессе фотосинтетического электронного транспорта ферредоксин забирает электроны от фотосистемы I (ФСI) и передает их на ферредоксин-НАДФН-редуктазу (ФНР), которая, в свою очередь, восстанавливает НАДФ+ до НАДФН. НАДФН затем используется в реакциях фиксации углеводорода. В некоторых организмах, включая цианобактерии и зеленые водоросли, в тилакоидах содержится фермент гидрогеназа, восстанавливающий протоны до молекулярного водорода с использованием электронов ферредоксина. Молекулярный водород может служить биотопливом, и разработка методов его получения при помощи микроорганизмов является важным направлением биоэнергетики. В настоящее время одним из важных объектов для получения биоводорода является зеленая водоросль Chlamydomonas reinhardtii. Было показано, что в анаэробных условиях Chlamydomonas выделяет молекулярный водород. Оказалось, что в отсутствие кислорода синтезируется фермент гидрогеназа, и на него начинается поток электронов с ФСI через ферредоксин, но при этом другие белки, получающие электроны от ферредоксина в системе остаются, конкурируя с гидрогеназой за общий восстановитель. Основным конкурентом гидрогеназы в строме хлоропластов является ФНР. В экспериментах по исследованию выхода водорода в системе, состоящей из ФСI, ферредоксина, ФНР и гидрогеназы, и в выделенных тилакоидах в реакционном буфере с pH 7,4 было показано, что опосредованное ФНР восстановление НАДФН лимитирует выделение водорода. Нами была построена конкурентная модель взаимодействия ферредоксина, ФНР и гидрогеназы, в которой молекулы трех типов белков помещались в кубический реакционный объем, где они двигались за счет броуновской и электростатической сил, создаваемых соседними молекулами и раствором. Мы исследовали, как изменение pH влияет на распределение электронных потоков с ферредоксина, то есть с каким из белков-партнеров ферредксин предпочтительно взаимодействует при разных значениях pH.