ИСТИНА

Фотосистема 2 (ФС2) высших растений, водорослей и цианобактерий является ключевым элементом в процессе преобразования световой энергии в энергию химических связей, обеспечивая извлечение из молекул воды электронов и протонов, необходимых для синтеза высокоэнергетических соединений АТФ и НАДФН. Побочным продуктом окисления воды фотосистемой 2 является молекулярный кислород, который выбрасывается в атмосферу. Данная реакция представляет собой практически единственный источник кислорода в атмосфере нашей планеты, что позволяет оценить её как одну из важнейших биоэнергетических реакций. В состав каталитического центра ФС2, окисляющего воду, входят четыре катиона марганца и один катион кальция. Кроме того, в работе каталитического центра, окисляющего воду, принимают участие один или два аниона хлора. Анионы хлора могут быть замещены анионами других галогенов – брома или йода (бром практически полностью замещает хлор, йод менее активен в замещении). В то же время анионы другого элемента группы галогенов – фтора не могут функционально замещать анионы хлора. Более того, они ингибируют выделение кислорода в нативных мембранных препаратах ФС2. В нашей работе мы исследовали механизм влияния анионов фтора на работу мембранных препаратов ФС2 из шпината и обнаружили, что анионы фтора, ингибируя процесс выделения кислорода фотосистемой 2, практически не подавляют светозависимый электронный транспорт с донорной стороны ФС2 к экзогенному акцептору электронов 2,6-дихлорфенолиндофенолу. Данный факт свидетельствует о появлении «эффекта разобщения» (Semin et al. 2008) при действии анионов фтора на нативные препараты ФС2, который проявляется в сохранении электронного транспорта в ФС2 при отсутствии выделения кислорода. Суть этого эффекта заключается в неполном окислении воды деформированным кислород-выделяющим комплексом (КВК) – не до кислорода, а до промежуточных форм окисления воды, что обеспечивает поток электронов, но не выделение молекулярного кислорода. Продуктами неполного окисления воды могут быть гидроксильный радикал, перекись водорода или супероксид кислорода, имеющие общее название – активные формы кислорода. В представленной работе нами был также исследован процесс генерации активных форм кислорода в различных препаратах ФС2 с КВК, модифицированным анионами фтора, добавленными вместо анионов хлора с целью выяснения механизма участия анионов хлора в процессе окисления воды.