ИСТИНА

Настоящий проект является дальнейшим развитием цикла исследований, посвященных изучению фотосинтетического аппарата у представителей семейства зеленых аноксигенных мезофильных нитчатых бактерий семейства Oscillochloridaceae, открытого российскими учеными в 2000 году. Подобные исследования проводятся нашей группой впервые и не имеют аналогов в мировой науке. Данный проект посвящен комплексному изучению у представителей семейства Oscillochloridaceae супрамолекулярной структурной организации и особенностей функционирования светособирающего комплекса базовой пластинки хлоросом (внемембранные антенные структуры), являющегося важным звеном в цепи переноса энергии электронного возбуждения от основного пигмента хлоросом бактериохлорофилла с (БХл c) к бактериохлорофиллу а (БХл a) мембранной антенны и далее к фотосинтетическим реакционным центрам. Как нами показано, хлоросомы зеленых нитчатых бактерий семейства Oscillochloridaceae по ряду характеристик значительно ближе к зеленым серным (семейство Chlorobiaceae), а не к зеленым нитчатым бактериям (семейство Chloroflexaceae). Следует подчеркнуть, что до настоящего времени фотосинтетики не добились успеха в выделении базального антенного БХл-а комплекса из хлоросом зеленых серных бактерий, хотя его наличие в хлоросомах этих фототрофов доказано 20 лет назад. Одно из важных направлений наших исследований связано с разработкой методов выделения и очистки базовой пластинки из хлоросом зеленых бактерий семейства Oscillochloridaceae. Проект включает проведение комплексного биохимического анализа (пигмент-белковый состав и молярное соотношение различных компонентов), а также изучение спектральных характеристик (спектры поглощения и флуоресценции, спектры кругового дихроизма, зависимость интенсивности флуоресценции от редокс-потенциала среды, дифференциальные абсорбционные спектры) базовой пластинки хлоросом зеленых бактерий семейства Oscillochloridaceae.

Проведено изучение пигмент-белкового состава базовой пластинки хлоросом у представителей нового семейства зеленых бактерий Oscillochloridaceae. Для этих целей мы использовали низкотемпературную флуоресцентную спектросокопию и электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (ПААГ с ДДС натрия) подвергнутых щелочной обработке и нативных хлоросом, выделенных из клеток Oscillochloris trichoides. Следует отметить, что наличие в хлоросомах Osc.trichoides БХл а было подтверждено с помощью ВЭЖХ. Показано, что щелочная обработка хлоросом Osc.trichoides приводила к исчезновению полосы БХл а в спектрах флуоресценции хлоросом, регистрируемых при температуре 77К, но не оказывала существенного влияния на спектральные характеристики главного пигмента хлоросом БХл с как в спектрах поглощения, так и в спектрах флуоресценции подвергнутых щелочной обработке хлоросом. Анализ содержания пигментов в подвергнутых щелочной обработке хлоросомах подтвердил отсутствие в них БХл а. Кроме того, показано, что из всех белков, обнаруживаемых в хлоросомах Osc.trichoides с помощью электрофореза в ПААГ с ДДС натрия, щелочная обработка хлоросом приводила к исчезновению только CsmA белка (5.7 kDa). Проведенные эксперименты продемонстрировали четкую корреляцию между CsmA белком и хлоросомным БХл а-компонентом, поскольку одновременное селективное исчезновение из хлоросом Osc.trichoides и БХл а-компонента, и белка CsmA возможно только в случае локализации обоих компонентов в периферийной структуре хлоросомы, т.е. вне БХл с-структуры, а, значит, внутри базовой пластинки хлоросомы. Сделан вывод, что в хлоросомах Osc. trichoides CsmA белок ассоциирован с БХл а, и оба указанных компонента локализованы в базовой пластинке хлоросомы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что антенна базовой пластинки хлоросом, представляющая из себя комплекс БХл а с ~6 kDa CsmA белком, является универсальным интерфейсом между БХл с субантенной хлоросомы и БХл а субантенной цитоплазматической мембраны у всех трех известных семейств зеленых аноксигенных фотосинтезирующих бактерий.