Элементарные стадии в катализе сопряженных химических и транспортных процессов мембранными энергопреобразующими ферментами микроорганизмовНИР

Elementary steps in the catalysis of coupled chemical and transport reactions by membrane energy-converting enzymes

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 29 апреля 2019 г.-31 декабря 2019 г. Элементарные стадии в катализе сопряженных химических и транспортных процессов мембранными энергопреобразующими ферментами микроорганизмов
Результаты этапа: Флаводоксины являются небольшими белками, содержащими нековалентно связанный FMN, который может находиться в окисленном (хинонном), одно-электронно восстановленном (семихинонном) или двух-электронно восстановленном (хинольном) состояниях. При дефиците железа флаводоксин способен заменять ферредоксин в качестве переносчика электрона в фотосинтетической электрон-транспортной цепи у цианобактерий и некоторых водорослей. Мы показали, что зеленые серные бактерии (Chlorobium phaeovibrioides) являются еще одним типом фотосинтетических организмов, способным использовать флаводоксин в качестве альтернативного переносчика электронов в условиях дефицита железа. В отличие от своих гомологов флаводоксин Chl. phaeovibrioides демонстрировал исключительную стабильность семихинонной формы FMN по отношению к окислению кислородом. Показано, что этот флавобелок может быть восстановлен пируват:ферредоксин оксидоредуктазой Chl. phaeovibrioides и фото-восстановлен фотосинтетическим реакционным центром этой бактерии. Проведен поиск rnf-генов, кодирующих Na+-транслоцирующую ферредоксин:NAD+-оксидоредуктазу (RNF), у фотоавтотрофных организмов с фотоcинтетическими реакционными центрами типа I. Показано, что эти гены отсутствуют у гелиобактерий, цианобактерий и растений, но присутствуют в геномах многих, прежде всего морских, зеленых серных бактерий. Анализ экспрессии rnf-генов выявил относительно высокий уровень содержания транскриптов этих генов в препаратах РНК, выделенных из морской зеленой серной бактерии Chl. phaeovibrioides. Установлено, что в мембранной фракции из этой бактерии детектируется Na+-зависимая флаводоксин:NAD+-оксидоредуктазная активность, отсутствующая в мембранной фракции близкородственной Chl. phaeovibrioides пресноводной зеленой серной бактерии Chlorobaculum limnaeum, чей геном не содержит rnf-генов. Также показано, что освещение мембран Chl. phaeovibrioides, но не Cba. limnaeum, приводит к светоиндуцированному восстановлению NAD+. Полученные данные позволяют заключить, что RNF может принимать участие в процессе восстановления NAD+ у некоторых зеленых серных бактерий, что должно повышать эффективность преобразования энергии света у этих микроорганизмов и является первым примером использования Na+-энергетики в фотосинтетических электрон-транспортных цепях. Продемонстрировано, что субмиллимолярные концентрации Na+ и Li+ увеличивают скорость окисления дезаминоNADH мембранными везикулами, выделенными из штамма почвенной бактерии Azotobacter vinelandii с нарушенным синтезом NDH-1. Эти везикулы в присутствии Na+ генерировали устойчивый к действию протонофора CCCP трансмембранный электрический потенциал, а также CCCP-стимулируемое защелачивание внутреннего объема везикул. Эти данные доказывают функционирование NQR из A. vinelandii в качестве первичной Na+-помпы. Более того, измерение ΔpH с помощью флуоресцентных зондов (акридинового оранжевого и пиранина) показало, что NQR из A. vinelandii не способен к транспорту протонов при всех опробованных условиях.
2 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Элементарные стадии в катализе сопряженных химических и транспортных процессов мембранными энергопреобразующими ферментами микроорганизмов
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".