Фотосинтез С3 и С4 растений механизмы и регуляция - Эдвардс Дж.
Скачать (прямая ссылка):
нию). По-видимому, если ADP и пирофосфат присутствуют одновременно, они конкурируют друг с другом за транспорт внутрь хлоропластов. В результате наблюдается стимулирующий эффект под действием пирофосфата либо по вышеуказанным причинам, либо потому, что пирофосфат приостанавливает транспорт метаболитов, вызванный ADP-индуцированным экспортом АТР.
Источники данных: [18, 19, 20, 33, 40, 46, 47, 60, 61].
8.15. Пентозомонофосфаты и гексозомонофосфаты
Все три пеитозомоиофосфата ВПФ-цикла снимают ингибирующее действие ортофосфата, но не сразу, а после некоторой задержки (см. рис. 7.22), что можио расценивать как доказательство их медленного проникновения в хлоропласта. Кроме того, Хельдт и соавторы изучали транспорт, непосредственно измеряя поглощение Р5Ф, подавляемое ортофосфатом, что указывает на медленный перенос (около 1—2 мкмоль на 1 мг хлорофилла в 1 ч) этого пеитозомоиофосфата через мембрану хлоропластов при помощи переносчика ортофосфата (табл. 8.2).
Таблица 8.2. Транспорт фосфорилированных метаболитов в строму хлоропластов шпината при температуре 20 °С в темноте (Fliege et а!., 1978)
Скорость транспорта мкмоль-(мгХл)---'-ч-1
Метаболит (2 мМ) 1-1- неоргани + D-глюкоза
ческий фос 1(20 мМ)
фат (0,2 мМ)
Неорганический ппрофосфат 1,3 0,4 Не опреде
ляли
Рибозо-5-фосфат 1,7 1,1 1,9
Г лкжозо-1 -фосфат 0,07 0,04 0,08
Глюкозо-6-фосфат 0,43 0,44 0,24
Фруктозо-6-фосфат 0,32 0,20 0,34-
Фруктозо-1,6-бисфосфат 0,85 0,53 0,86
Глюкоиат-6-фосфат 0,23 0,22 0,28
Прямыми измерениями продемонстрирован также транспорт Ф6Ф и Г6Ф в хлоропласты со скоростями, почти в четыре раза меньшими, чем в случае Р5Ф. Поглощение Ф6Ф и Г6Ф подавляется соответственно ортофосфатом и глюкозой, что говорит об участии в транспорте Ф6Ф переносчика ортофосфата (разд. 8.23), а в транспорте Г6Ф — переносчика глюкозы (разд. 8.17). Имеются данные, что ФПФ снимает ингибирующее действие ор-
тофосфата, но этот эффект не всегда удается воспроизвести. Ф6Ф и Г6Ф довольно быстро появляются в цитоплазме листьев, освещенных в присутствии 14СОг, но это может быть и результатом их экзогенного образования из триозофосфатов.
Источники данных: ,[18, 22].
8.16. Бисфосфаты сахаров
Рибулозобисфосфат (РуБФ) не появляется в цитоплазме освещенных листьев или в среде, в которой хлоропласты инкубируют на свету. Он не снимает ингибирующего действия ортофосфата и не сокращает индукционный период. Если добавить РуБФ в темноте к разрушенным хлоропластам, он стимулирует фиксацию 14С02 в гораздо большей степени, чем в случае преобладания интактных хлоропластов. Короче говоря, все экспериментальные данные указывают на то, что мембрана хлоропластов в основном непроницаема для этого соединения. Предполагают, что СБФ и ФБФ ведут себя аналогично РуБФ. Впрочем, следует остерегаться однозначного толкования результатов, полученных для ФБФ, поскольку это соединение очень легко образуется из триозофосфатов в присутствии альдолазы.
Источники данных: [3, 10, 11].
8.17. Свободные сахара
Хлоропласты можно выделять в растворах, содержащих в качестве осмотиков сахарозу, фруктозу или глюкозу (а также сорбитол или маннитол, которые чаще используются с этой целью). Уже сам по себе этот факт говорит об их неспособности быстро проникать в хлоропласт (разд. 8.10). Как показали
Таблица 8.3. Скорость транспорта сахаров в хлоропласты (время измерения 20 с; Schafer et al., 1977)
Сахар (5 мМ) Скорость транспор
та. МКМОЛЬ'(мг
Хлу-'-ч-1
D-глюкоз а 7,4
L-глюкоза 0,3
D-манн оз а 8,4
D-фруктоз а 2,8
D-ксилоза 9,3
D-рибоза 6,0
L-арабиноза 7,7
D-арабиноза 1,6
Вромн. мим
Рис. 8.19. Поглощение стереоизомеров глюкозы интактными хлоропластами шпината. Цифры около кривых обозначают скорость поглощения в мкмоль* (мг Хл)_1-ч-‘ (Schafer et al., 1977).
непосредственные измерения, ип сахароза, ни сорбитол не могут быстро переноситься через внутреннюю мембрану хлоропластов (разд. 8.22). Имеются некоторые косвенные данные о транспорте фруктозы в хлоропласты. Что же касается глюкозы, то до недавнего времени мембрану хлоропластов считали непроницаемой для нее. Однако, когда к дискам листьев табака добавили специфически меченую глюкозу, оказалось, что в образовавшемся крахмале сохраняется характерное распределение метки. [Если бы глюкоза сначала превратилась в три-озофосфат, который после проникновения в хлоропласты опять дал гексозу, то произошла бы рандомизация метки.] Дальнейшие исследования, проведенные Шефером, Хебером и Хельд-том при помощи фильтрации центрифугированием, показали, что глюкоза и некоторые другие свободные сахара действительно транспортируются в хлоропласты с низкой скоростью (табл. 8.3) и, как видно из поведения хлоропластов, диффузия сахаров происходит с помощью переносчика (рис. 8.19). В опытах, основанных на измерении осмотических изменений объемов, также было показано, что рибоза проникает в хлоропласты (рис. 8,12). Кроме того, в некоторых случаях фруктоза и другие свободные сахара оказывают влияние иа индукцию. Интересно, что транспорт D-глюкозы подавляется, если она присутствует в высокой концентрации; это объясняет тот факт, что данный сахар столь же эффективен в качестве осмотика, как сахароза или сорбитол. Триоза DL-глицеральдегид является сильным ингибитором ассимиляции углерода при фотосинтезе (рис. 8.8). Реакция хлоропластов на добавление DL-глицер альдегида говорит о том, что он проникает через мембрану
