Протонный насос под действием света

Заключение. В процессе фотосинтеза происходит превращение энергии света в биохимическую энергию. Первичное действие света состоит в том, что в фотохимических реакционных центрах электроны донора переносятся на акцептор в термодинамически невыгодном направлении. По крайней мере часть электронов возвращается по электрон-транспортной цепи к реакционным центрам. Благодаря особому расположению компонентов электрон-транспортной системы в мембране это сопровождается направленным переносом протонов и созданием протонного потенциала. Таким образом, аппарат фотосинтеза-это прежде всего протонный насос, приводимый в действие светом. Протонный потенциал обеспечивает возможность преобразования энергии путем фос- [c.392]

Более прямая форма фотофосфорилирования имеет место в крайних галофильных бактериях НаЬЬа егшт ка1оЬшт — облигатном аэробе, который может существовать при низкой концентрации кислорода (а иногда и совсем без кислорода) при условии, что на них действует свет. При этом галобактерии синтезируют бляшки, содержащие пурпурный пигмент, распределяемый по клеточным мембранам. Пигмент заменяет элек-трон-транспортную систему, действуя как протонный насос, приводимый светом в рабочее состояние. [c.311]

Бактериородопсин- белок пурпурной мембраны. При благоприятных внешних условиях бактерия Haloba terium halobium, растущая в среде, содержащей высокие концентрации солей, синтезирует мембранный белок (мол. масса 26 000), известный под названием бактериородопсин. Молекулы этого белка, имеющего пурпурный цвет, обусловленный присутствием в них ретиналя, образуют в клеточной мембране агрегаты в виде пурпурных заплаток . Бактериородопсин действует как активируемый светом протонный насос и таким образом снабжает клетки энергией. Было показано, что этот белок состоит из семи параллельных а-спи- [c.186]

Рис. 9-27. Схема важного эксперимента, который показал, что АТР-синтетазу можно привести в действие простым током протонов. Синтетические липосомы, содержащие светозависимый бактериальный протонный насос (бак-териородопсин) и АТР-синтетазу, выделенную из митохондрий бычьего сердца, при воздействии света синтезировали АТР. Среди специалистов существуют разногласия относительно того, как движутся протоны-не поступают ли они в АТР-синтетазную систему, перемещаясь прямо вдоль мембраны, вместо того чтобы переходить сначала в жидкую фазу. Однако, судя по результатам данного эксперимента, маловероятно, чтобы имело место прямое перемещение протонов от дыхательного ферментного комплекса к АТР-синтетазе.

В гл. 5 уже упоминались пурпурные мембраны галофильных бактерий Я. ка1оЫит, которые позволяют этим бактериям выживать в анаэробных условиях. Пурпурный пигмент представляет собой один белок, бактериородопсин, в какой-то мере родственный зрительному пигменту, обнаруженному в дисках палочки сетчатки глаза млекопитающих. Этот белок имеет широкий максимум поглощения при 570 нм [5,26]. Поглощение света приводит к превращению формы, поглощающей при 570 нм, через ряд короткоживущих промежуточных форм в продукт, который поглощает максимально при 412 нм и возвращается путем обычной термической реакции к исходной форме с максимумом при 570 нм в течение нескольких миллисекунд. Все это явно сопровождается изменением конформации молекулы, причем частота конформационных переходов составляет около 100 Гц. При этом происходит выброс протонов во внешнюю среду и их захват из внутреннего пространства. Таким образом, в интактных клетках бактериородопсин действует как фотоиндуцированный протонный насос. В результате его работы бактерия может поддерживать необходимые ионные градиенты и фосфорилировать АДФ [11,38]. В силу относительной простоты системы есть все основания полагать, что этот протонный насос может оказаться первым примером механизма активного транспорта, который удастся расшифровать на молекулярном уровне. [c.337]

Рис. 7-25. Схема важного эксперимента, который показал, что АТР-синтетазу можно привести в действие простым током протонов Путем сочетания светозависимого бактериального протонного насоса (бактериородопсина), АТР-синтетазы, вьщеденной из митохондрий бычьего сердца, и фосфолипидов были получены липосомы, синтезирующие при воздействии света АТР

Справочник химика 21

Химия и химическая технология