Фотосинтетический пурпурных бактерий

Определение трехмерной структуры фотосинтетического реакционного центра у пурпурных бактерий [c.777]

Все пурпурные бактерии характеризуются сходным строением и функционированием фотосинтетического аппарата. Они могут расти на свету в анаэробных условиях, осуществляя фотосинтез бескислородного типа. Однако по целому ряду физиологических особенностей, в том числе и по использованию разных соединений в качестве донора электронов при фотосинтезе, между представителями пурпурных бактерий обнаружены значительные различия. Поэтому на основании ряда физиологических признаков группу подразделяют на пурпурные серные и несерные бактерии. [c.298]

Особенно богаты внутриклеточными мембранами фототрофные пурпурные бактерии. На ультратонких срезах фотосинтетические внутрен- [c.46]

Как показали многочисленные эксперименты, и у пурпурных бактерий фотосинтетический перенос электронов приводит к созданию про- [c.391]

Фотосинтетическая деятельность пурпурных бактерий была открыта Энгельманом в 1883 г. Вначале он просто обратил внимание на их фототропизм, напоминающий фототропизм подвижных зеленых водорослей. Под микроскопом можно наблюдать, как пурпурные бактерии собираются в пучке света. Позднее Энгельман [4] доказал, что эти бактерии не могут развиваться в отсутствие света. Если на культуру пурпурных бактерий отбросить спектр, то они растут только в полосах поглощения зеленого бактериохлорофилла , который содержится у них наряду с разнообразным ассортиментом каротиноидов. Наиболее интенсивная абсорбционная полоса бакте- [c.103]

Сероводород не является единственным восстановителем, который могут использовать пурпурные бактерии в отличие от высших растений, их метаболизм чрезвычайно адаптивен. Некоторые виды предпочитают специфические восстановители, тогда как другие могут использовать в одинаковой мере целый ряд водородных доноров. Поэтому возможна лишь приблизительная классификация пигментированных бактерий с точки зрения их нормальной фотосинтетической функции. [c.105]

Фотосинтезирующие организмы. Самый примитивный тип фотосинтеза осуществляют солелюбивые галобактерии, живущие в средах с высоким (до 30 %) содержанием хлорида натрия. Простейшими организмами, способными осуществлять фотосинтез, являются также пурпурные и зеленые серобактерии, а также несерные пурпурные бактерии. Фотосинтетический аппарат у этих организмов устроен гораздо проще (состоит из одной фотосистемы), чем у растений кроме того, они не выделяют кислород, так как в качестве источника электронов используют соединения серы, а не воду. Фотосинтез такого типа получил название бактериального. Однако существуют цианобактерии (прокариоты, способные к фотоокислению воды и вьщелению кислорода), обладающие более сложной организацией фотосинтетического аппарата — двумя сопряженно работающими фотосистемами. У растений реакции фотосинтеза осуществляются в специализированных органеллах клетки — хлоропластах. У всех растений (от водорослей и мхов до современных голосеменных и покрытосеменных) прослеживается много общих черт в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата. [c.418]

В фотосинтезе высших растений для переноса электронов от фотосистемы II (ФС II) к фотосистеме I (ФС I) может быть использован комплекс III b -f-комплекс). Поэтому представляется естественным сходство акцепторных сторон фотосинтетических реакционных центров (РЦ) бактерий и ФС II зеленых растений, когда в том и другом случаях происходит сопряжение РЦ с комплексом III. Существует также определенное сходство донорной части РЦ пурпурных бактерий и ФС I высших растений в значениях окислительно-восстановительных потенциалов переносчиков, находяш ихся в донорной стороне РЦ. В обоих случаях происходит сопряжение комплекса III с фотосинтетическими РЦ. [c.211]

Поведение молекулярных групп в области контакта между макромолекулами высокопотенциального цитохрома (донор) и реакционного центра (акцептор) в фотосинтетических мембранах пурпурных бактерий при понижении степени гидратации и температуры. [c.372]

Состав и организация фотосинтетических реакционных центров пурпурных бактерий [c.24]

Абдурахманов И. А. Изучение структурной организации пигментов фотосинтетического аппарата пурпурных бактерий методом линейного дихроизма Автореф. дис.. .. канд. физ.-мат. наук. М. МГУ, 1981.24 с. [c.287]

Среди внутрицитоплазматических мембран вьщеляют несколько видов (табл. 4). Развитая система внутрицитоплазматических мембран характерна для большинства фотосинтезирующих эубактерий. Поскольку было показано, что в этих мембранах локализован фотосинтетический аппарат клетки, они получили общее название фотосинтетических мембран. Все фотосинтетические мембраны (как и все внутриклеточные) — производные ЦПМ, возникшие в результате ее разрастания и глубокого впячивания (инвагинации) в цитоплазму. У некоторых организмов (пурпурные бактерии) фотосинтетические мембраны сохранили тесную связь с ЦПМ, легко обнаруживаемую при электронно-микроскопическом изучении ультратонких срезов клетки. У цианобактерий эта связь менее очевидна. Одни авторы считают, что связь фотосинтетических мембран с ЦПМ у цианобактерий всегда существует, но трудно выявляется, поскольку редко попадает в плоскость среза препарата. По другому мнению, фотосинтетические мембраны цианобактерий — структуры, возникшие первоначально из ЦПМ, но впоследствии отделившиеся от нее и являющиеся в настоящее время автономными клеточными компонентами. [c.52]

Два компоненту фотосинтетического аппарата — реакционные центры и электронтранспортные системы — всегда локализованы в клеточных мембранах, представленных ЦПМ и у большинства фотосинтезирующих эубактерий развитой системой внутрицитоплазматических мембран — производных ЦПМ (см. рис. 4). Локализация светособирающих пигментов в разных группах фотосинтезирующих эубактерий различна (табл. 22). У пурпурных бактерий, гелиобактерий и прохлорофит светособирающие пигменты в виде комплексов с белками интегрированы в мембраны (рис. 72, А). В клетках зеленых бактерий и цианобактерий основная масса све-тособирающих пигментов находится в особых структурах, прикрепленных к поверхности мембраны, но не являющихся ее компонентом. Это хлоросомы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерий (см. рис. 4). [c.274]

Все пурпурные бактерии окращиваются отрицательно по Граму и, следовательно, имеют сложное строение клеточной стенки. Для клеток характерна хорощо развитая система внутрицитоплазматических фотосинтетических мембран, являющихся производными [c.297]

Образование каротиноидов. Интенсивно-красный цвет пурпурных бактерий обусловлен присутствием красных каротиноидов (с 12-13 двойными связями и с метокси- и оксогруппами). Здесь пигменты играют не только загцитную роль, но и поглощают свет для фотосинтеза, а также участвуют в рецепции света при фототаксисе. Каротиноиды вместе с бактериохлорофиллами находятся в фотосинтетически активных мембранах (тилакоидах, хроматофорах). [c.83]

Локализация пигментов. Фотосинтетические пигменты у пурпурных бактерий связаны с внутренними мембранами-везикулярными или трубчатыми выростами плазматической мембраны, которые сохраняют с ней связь, но проникают в толщу цитоплазмы. У разных видов бактерий такие мембраны имеют разную форму. Это могут быть трубочки, везикулы (пузырьки) или скопления ламелл (располагающихся концентрически или же в виде стопок) иногда они заполняют всю внутренность клетки (см. рис. 2.23). Фрагменты мембран, освобождаемые при разрушении клеток в виде везикул и отделяемые центрифугированием, называют хроматофорами . В клетках зеленых бактерий пигменты связаны с различными структурами светособирающие пигменты-главным образом с хлоросомами, а пигменты реакционных центров-с плазматической мембраной (см, рис. 2.4 и 12.9). [c.378]

Первыми стабильными продуктами фотосинтеза являются АТР и восстановительная сила. Эти продукты можно обнаружить как в интактных клетках и выделенных из них хлоропластах (у зеленых растений), так и в суспензиях фотосинтетических мембранных везикул из пурпурных бактерий. Фиксация СОд не обязательно сопряжена со световой реакцией. Она может происходить и как темновая реакция , не зависящая от пигментсодержащих структур, при наличии АТР и NAD(P)H2. Эти два процесса разделены и в пространстве фотосинтез [c.384]

В результате исследований ван Ниль пришел к следуюш им двум основным выводам. Во-первых, наблюдения и Энгельмана, и Виноградского, и Молиша совершенно правильны, но произведены над различными организмами. Суш,еетвует два рода серобактерий— пигментированные фотоавтотрофные (Энгельман) и непигмен-тированиые (Виноградский), кроме того суш ествует еш,е особый вид пигментироваппых бактерий — гетеротрофные пурпурные бактерии (Молиш). Во-вторых, у фотосинтезирующих серных бактерий окисление сероводорода — не самостоятельный процесс, зависимый от нормального фотосинтеза только благодаря снабжению свободным кислородом, но представляет собой часть самого фотосинтетического механизма. Фотосинтез этих бактерий отличается от фотосинтеза высших растений тем, что в нем сероводород играет роль донора водорода вместо воды. [c.105]

Френч пришел к заключению, что красные каротиноидные пигменты пурпурных бактерий фотосинтетически неактивны. Следует отметить, что со спектроскопической точки зрения пурпурные бактерии особенно удобны для изучения роли каротиноидов благодаря тому, что максимумы поглощения бактериальных каротиноидов не закрываются полосами поглощения хлорофилла, как у зеленых растений и даже у фукоксантоловых водорослей. [c.632]

Биосинтез порфиринов у фотосинтезирую-1ЦИХ бактерий осуществляется таким же способом, как и у других организмов. Бактериохлорофилл (фиг. 183), фотосинтетический пигмент пурпурных бактерий, отличается от хлорофилла а наличием ацетильной группы —СО — СНз), замещающей винильную группу в положении 2, и наличием восстановленных колец Б и В. Согласно Хольту и Хьюгсу [58], хлоробиум-хлорофиллы 650 и 660 (названные так по положению их максимумов поглощения в красной области спектра, соответствующих [c.454]

Так как донорами электрона в бактериальном фотосинтезе являются более сильные,, чем вода, восстановители, то они способны восстанавливать промежуточные кошоненты фотосинтетической цепи транспорта электронов без дополнительного притока энергии. Поэто-,му полагает, что в бактериальном фотосинтезе, в отличие от фотосинтеза зеленых растений, участвует только одна фотохимическая реакция, осуществляемая одной пигментной системоЧ. У пурпурных бактерия, у которнх установлено наличие двух фотореакций (стр. [c.200]

Станиер Р. Формирование и функция фотосинтетической системы пурпурных бактерий. В кн. "Структура и функция фотосинтетического аппарата". М., ИЛ, 1962. [c.290]

Германия Дайзенхофер И., Михель X., Хубер Р. Определение трехмерной структуры фотосинтетического реакционного центра у пурпурных бактерий [c.543]

Фотоконформационный переход. Рассматривая роль различных факторов в физическом механизме переноса электрона, мы полагали (ХШ.5.6), что температурные изменения скоростей переноса электрона практически целиком обусловлены электронно-колебательными взаимодействиями, как это имеет место для окислительно-восстановительных реакций в растворах. Эта точка зрения поддерживалась результатами интерпретации двухфазной температурной зависимости скорости окисления цитрохрома с фотосинтетическим реакционным центром (РЦ) в клетках пурпурных бактерий (ХШ.5.12), см. рис. ХШ.1. Однако основанный на этих данных вывод о сильной электронно-колебательной связи при изменении зарядового состояния в пигментной системе РЦ впоследствии не нашел подтверждения. Посмотрим, каким образом регуляция процессов электронного транспорта в РЦ осуш ествляется за счет микроконфорамционных движений донорно-акцепторных групп и элементов белкового интерьера, (рис. XIII. 18). [c.411]

С тех пор было показано, что цитохромы и с участвуют в циклическом и нециклическом фотосинтетическом электронном транспорте. У пурпурных бактерий было обнаружено два функционально и структурно отличающихся класса цитохромов с водорастворимые подвижные высокопотенциальные цитохромы ( 1/2 -ЬЗОО мВ), структура и функции которых аналогичны митохондриальным цитохромам с мультигемовые низкопотенциальные ( 1/2 +10 мВ) цитохромы с, прочно связанные с мембраной и фотосинтетическим реакционным центром. Через них осуществляется медленный нециклический транспорт от внешнего донора для восполнения убыли электронов в циклической цепи переноса. [c.286]

В последнее время благодаря успехам в получении кристаллических препаратов белков фотосинтетических РЦ пурпурных бактерий удалось расшифровать трехмерную структуру расположения компонентов РЦ (рис. XXVH.17, А). [c.311]

В работе Де Во и Чанса понижение температуры клеток пурпурных бактерий (СкготаИит) позволило впервые выявить и измерить температурную зависимость скорости такого рода реакции окисления цитохромов фотоокисленным димером бактериохлорофилла С Р (см. рис. ХШ.1). Оказалось, что при понижении температуры от 300 до 120 К характерное время реакции увеличивается от 1 мкс до 2,5 мкс, оставаясь практически неизменным при дальнейшем понижении температуры. Принципиальный вывод, следующий из этих экспериментов, состоял в том, что окисление цитохромов в фотосинтетических мембранах не требует обычных активационных механизмов, подобных окислительно- восстановительным реакциям в растворах, а протекает по другим законам. Основополагающая концепция, выдвинутая в результате обнаруженного эффекта, базируется на физическом явлении туннельного переноса электрона, который может происходить между молекулами донора В и акцептора А в условиях, когда энергия электрона меньше высоты разделяющего их активационного барьера. Напомним основные положения теории туннельного переноса (гл. ХП1). [c.367]

Рис. 7-51. Две реакции переноса электронов в фотосинтетической системе пурпурных бактерий. Эти реакции протекают в плазматической мембране, а цитохром С2 находится в растворимой форме в периплазматическом прострапстве под наружной мембраной (см. рис. 6-54). А. В результате циклического потока электронов на плазматической мембране создается электрохимический протоппый градиент. Энергия этого градиента используется АТР-синтетазой для синтеза АТР в бактериальной плазматической мембране. Б. Обратный поток электронов через NADH-

Исследования, начатые Эмерсоном и Арнольдом [550] и интерпретированные Гаффроном и Волем i[662], позволили выяснить, что и у фотосинтезирующих бактерий, и у растений молекулы хлорофилла для работы всегда объединяются в так называемую фотосинтетическую единицу , состоящую у растений, как правило, из нескольких сотен, а у пурпурных бактерий, вндиио, из 40 молекул [515, 1026]. По крайней jaejte у высших растений размер фотосинтетической [c.93]

Сформулирована обобщенная модель переноса электронов в ближайшем донорно-акцепторном окружении фотосинтетических реакционных центров (ФРЦ). Па основе этой модели рассмотрены стационарные и переходные характеристики переноса электронов в ФРЦ. Проведенный кинетический анализ показывает, что функциональное устройство ФРЦ обеспечивает его готовность к использованию очередного кванта света за счет поддержания донорной части в восстановленном, а акцепторной — в окисленном состояниях. Далее рассмотрена кинетика редокс-превращений переносчиков ФРЦ в хроматофорах пурпурных бактерий в окислительных и восстановительных условиях. Особое внимание уделяется анализу функционирования вторичного хинонного акцептора ФРЦ пурпурных бактерий. Подробно охарактеризованы двухтактные колебания концентраций семихи- [c.4]

Таблица 4. Определение расноложения в мембране субъединиц фотосинтетического реакционноге центра несерных пурпурных бактерий по их доступности для протеаз, антител и меток

Наиболее изученным в отношении состава и структуры, а также последовательности, кинетики и термодинамики переноса электронов является ФРЦ пурпурных бактерий. По-видимому, общие принципы функционирования других фотосинтетических реакционных центров сходны с таковыми для ФРЦ пурпурных бактерий (см. гл. 9). Вместе с тем совершенно очевидно, что детали оргапизации различных реакционных центров могут быть отличны друг от друга. Изложенное справедливо и для других комплексов, участвующих в переносе электронов. [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология