КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 14-14-00535

НазваниеМолекулярные основы взаимодействия кислорода и его активных форм с ключевыми участниками световых стадий фотосинтеза

Руководитель Климов Вячеслав Васильевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт фундаментальных проблем биологии РАН , Московская обл

Конкурс №1 - Конкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-204 - Биофизика

Ключевые слова Фотосинтез, преобразование энергии света, фотосистема 1, фотосистема 2, водоокисляющий комплекс, молекулярный кислород, активные формы кислорода.

Код ГРНТИ34.31.17

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Молекулярные механизмы кислород-зависимых фотореакций в растениях остаются одной из нерешённых проблем в исследовании фотосинтеза. Молекулярный кислород, содержание которого в атмосфере достигло 21% благодаря оксигенному фотосинтезу, взаимодействует с компонентами фотосинтетического аппарата, что может приводить к значительному понижению эффективности преобразования и запасания энергии света, основанного на фоторазделении зарядов и переносе электронов. Неизбежное взаимодействие основных участников фотосинтеза с О2 приводит не только к включению кислорода в фотосинтетические реакции на ключевых стадиях фотосинтеза, но и к образованию активных форм кислорода, влияние которых на фотосинтез и на все процессы в хлоропласте и в клетке активно исследуется в настоящее время. Однако, реакции участников фотосинтеза с молекулярным кислородом и с его активными формами исследовано только до уровня некоторого понимания того, какие из этих биомолекул с наибольшей вероятностью реагируют с молекулами О2. Остаётся также неясным, только ли деструктивные процессы индуцируются активными формами кислорода или они могут включаться в процессы функционирования фотосинтетической цепи переноса электрона или формирования её отдельных структурно-функциональных блоков. Основные усилия в ходе выполнения проекта будут направлены на выяснение механизмов взаимодействия О2 с компонентами фотосистемы 2 (ФС2) и фотосистемы 1 (ФС1), в которых осуществляются ключевые реакции фотосинтеза - преобразование энергии возбуждения хлорофилла в энергию разделённых зарядов, в результате чего образуются самые сильные биологические окислители и восстановители, которые могут участвовать в формировании активных форм кислорода либо в процессе окисления воды, либо в результате эффективного донирования электронов молекулам О2. Научная новизна поставленной задачи состоит в том, что предполагается детальное изучение молекулярных основ взаимодействия молекулярного кислорода и его активных форм с ключевыми реакциями фотосинтеза, что является принципиальным шагом вперед по сравнению с констатацией наличия такого взаимодействия. Фотообразование активных форм кислорода в ФС2 – одна из основных причин высокой чувствительности ФС2 к ингибирующему действию света, причём помимо О2−• и Н2О2 существенный вклад в фотоинактивацию может вносить синглетный кислород. Представления о возможной роли О2 (или его активных форм) в формировании водоокисляющего комплекса ФС2 были впервые выдвинуты в наших недавних работах. Остается также не решенным вопрос, какой именно компонент акцепторной части ФС1 переносит электроны на кислород и как этот перенос зависит от протекания электронного транспорта через эту фотосистему; возможно, что в зависимости от условий в качестве основного переносчика электронов на кислород могут выступать разные акцепторы электрона ФС1, что изменяет эффективность образования восстановителя, необходимого для реакций цикла Кальвина. В работе будут использованы методы оксиметрии, масс-спектрометрии, ЭПР-спектроскопии, Н2О2-метрии, дифференциальной абсорбционной и флуоресцентной спектроскопии при постоянном и импульсном освещении. Исследование взаимодействия кислорода с компонентами ФС2 и ФС1 будут проводиться на препаратах различного структурного уровня: интактных тилакоидах, мембранных препаратах ФС2 и ФС1, ″ядерных″ комплексах ФС2.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---