Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Скулачев В.П. -> "Энергетика биологических мембран" -> 59

Энергетика биологических мембран - Скулачев В.П.

Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран — М.: Наука, 1989. — 564 c.
ISBN 5-02-004027-4
Скачать (прямая ссылка): energetikabiologicheskihmembran1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 253 >> Следующая

А. Д. Кауленом в нашей лаборатории были описаны две формы бактериородопсина с максимумом поглощения в области 560— 570 нм, отличающиеся молярными коэффициентами экстинкции. Форма бактериородопсина, имеющая меньшую экстинкцию и максимум поглощения, несколько сдвинутый в область коротких длин волн (около 560 нм), служит предшественником основной формы бактериородопсина в фотоцикле. Превращение нового интермедиата, названного Р, в основную форму bR, имеющую больший коэффициент молярной экстинкции, резко тормозится небольшими количествами тритона Х-100 [500]. По данным Данч-хази и соавт. [419], Р560 имеет дополнительный максимум поглощения при 350 нм. Повышение pH и снижение температуры благоприятны для образования Р, которое, по-видимому, альтернативно образованию О. Отщепление хромофора от bR дает полностью транс-изомер ретиналя, в то время как та же процедура, примененная к М412, имеет результатом 13-г^с-изомер. Спектроскопия в инфракрасной и ультрафиолетовой областях свидетельствует о том, что 13-г^цс-ретиналь возникает на стадии фотоцикла не позже, чем интермедиат К [743, 1435].
Есть указания на некоторое светозависимое изменение конформации белковой части бактериородопсина при переходах bR К и К М [202, 459, 1383]. Эти изменения таковы, как если бы имели место поворот а-спиралей вокруг их длинной оси и изменение их наклона к плоскости мембраны [505—507].
6*
164
3. Первичные 4^Н-генераторы
сн, сн„ н
1480
V
7 пс
0,Р
Рис. 62. Фотоцикл бактериородопсина
Исходный пигмент, т. е. светоадаптированный бактериородопсин (bR5e8), содержит остаток полностью транс-ретиналя, прикрепленный к Lys-216 через протонированное Шиф-фово основание. Поглощение света превращает bRses в I, который затем вновь регенерирует bRaee- Процесс регенерации ЪИъю из I включает интермедиаты J, К, L, М и О или Р. Транс-г^ис-изомеризация ретиналя вокруг связи Ci3—Ci4 приводит к перемещению протонированного Шиффова основания из одного места в мембране в другое, что сопровождается запасанием энтальпии порядка 16 ккал/моль. На последующих тепловых стадиях эта энергия используется для трансмембранного переноса Н+ (HgHyXp -> НнаруЖ). Переход М -*• О (Р) сопровождается переносом Н+ с одной из протолитических групп белка на азот Шиффова основания. В темноте bRses медленно превращается в bR-,« » который содержит почти эквимолярные количества полностью тара,-с- и 13-г^ис-ретиналя. Индексы около букв означают максимумы поглощения пигментов (по: Смит и соавт. [14351 и Драчев и соавт. [500])
3.5. Бактериородопсин
165
Методом инфракрасной спектроскопии было показано, что азот Шиффова основания протонирован в bR и во всех интермедиатах, кроме М412 [459, 1435, 1456].
Хранение бактериородопсина в течение нескольких минут в темноте приводит к так называемой темновой адаптации. При этом около 50% молекул бактериородопсина превращается в новый компонент, поглощающий при 548 нм и содержащий 13-цис-ретиналь. Темноадаптированный bR54S неактивен как протонный насос. Освещение вызывает быстрый переход bR54S —> bR568 (световая адаптация) [459, 678, 1456].
Один из вариантов фотоцикла бактериородопсина приведен на рис. 62.
3.5.6. Светозаяисимый транспорт протонов бактериородо псином
3.5.6.1. Корреляция фотоцикла, генерации АТ, освобождения и поглощения Н+
Прогресс в понимании функциональной активности бактериородопсина связан прежде всего с разработкой и одновременным применением быстрых спектральных и электрометрических методов, а также с использованием коротких вспышек лазера.
Спектральные измерения в максимумах интермедиатов фотоцикла позволяют следить за их образованием и распадом. Чувствительные рН-индикаторы дают возможность наблюдать выделение и поглощение ионов Н+ молекулами бактериородопсина, которые одновременно задействованы вспышкой света. Прямое измерение смещений зарядов в бактериородопсине, сорбированном на коллодиевой пленке, дает информацию о переносе Н+ или каких-либо иных заряженных компонентов внутри молекулы Д]1Н-генератора.
На рис. 63 показаны результаты эксперимента, проведенного в нашей лаборатории JI. А. Драчевым и А. Д. Кауленом [58, 498]. В этом опыте измеряли следующие три параметра: 1) образование и распад М412 (по изменению поглощения света при 412 нм), 2) изменение pH в среде (по поглощению света рН-индикатором — /г-нитрофенолом) и 3) генерацию и разрядку Д?, обусловленную смещением зарядов в бактериородопсине (по показаниям вольтметра, соединенного с двумя электродами, погруженными в растворы электролита по обе стороны коллодиевой пленки). Однократное срабатывание бактериородопсина вызывали вспышкой лазера (ty2 вспышки — 15 не). При измерениях сдвигов pH и поглощения при 412 нм использовали суспензию открытых (незамкнутых) пурпурных бляшек. Для измерения Д'Р те же бляшки встраивали с одной стороны в коллодиевый фильтр (см. выше раздел 2.1.2).
166
3. Первичные AfiH-генераторы
fcmwxa
Рис. 63. Кинетика трех параметров, характеризующих работу бактериородопсина
1 — образо зание и распад интермедиата М412; 2 — поглощение и выделение Н+ незамкнутыми бактериородопсиновыми бляшками; з — генерация и рассеяние A'F в системе бляшки—коллодиевая пленка. Вертикальная стрелка обозначает момент лазерной вспыш-ки (^макс = ^32 нм, t\j =15 не). Условия: 100 мМ NaCl, 1 мМ Мес-буфер (pH 6,8), t = Ь° {по: Драчев и соавт. [498])
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 253 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed