Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Ингибирование биосинтеза каротиноидов при выращивании клеток Ect. haloalkaliphila в присутствии 71 и 36 ДФА привело к сборке LH2-комплексов с почти полной потерей окрашенных каротиноидов и с 50% сборкой краотиноидов, соответственно. Препараты ДФА-LH2 содержали следовые количества нейроспорина, ζ-каротина, фитоина и фитофлуина. Инкубация препаратов ДФА-LH2 в присутствии очищенных нейроспорина, сфероидена или родопина приводила к встраиванию каротиноидов в светособирающие комплексы и образованию соответствующих комплексов LH2-каротиноид (LH2-Neu (+нейроспорин), LH2-Sph (+сфероиден) или LH2-Rho (+ родопин), соответственно). Эффективность встраивания нейроспорина, сфероидена или родопина составила 86%, 52% или 72%, соответственно. Каротиноидный состав полученных препаратов был следующим. ДФА-LH2-со встроенным нейроспорином: 0,07, 6,78 и 0,02 молекул ликопина, нейроспорина и ζ-каротина на один комплекс LH2 соответственно; ДФА-LH2-со встроенным сфероиденом: 4,16 молекул сфероидена на один комплекс LH2; ДФА-LH2-со встроенным родопином: 0,22, 5,46 и 0,07 молекул дидегидрородопина, родопина и спириллоксантина на один комплекс LH2 соответственно; LH2 с 50% содержанием каротиноидов: 0,4, 0,4, 1,2, 1,3 0,7 молекул дидегидрородопина, родопина, спириллоксантина, ангидрородовибрина и ликопина, соответственно. Известно, что повреждение белков обычно сопровождается изменением их флуоресцентных свойств. Однако светоиндуцированные изменения интенсивности флуоресценции белкового компонента препаратов ДФА-LH2 были незначительными, как и LH2-Neu и LH2-Sph. LH2-Rho продемонстрировал небольшое увеличение интенсивности флуоресценции белкового компонента. Обнаружено, что при освещении сине-зеленым светом (375˃λ˃600 нм) всех препаратов комплексов LH2 из Ect. haloalkaliphila не происходит фотоиндуцированного образования перикиси водорода и суперокидного анион-радикала. Освещение (20 мин, 375 > λ > 600 нм, область поглощения каротиноидов) препаратов LH2 приводило к изменению спектра поглощения. Было показано фотовыцветание полосы БХл850 и появление полосы 3-ацетил-хлорофилла в препаратах LH2-контроль. Спектр поглощения препаратов LH2 без каротиноидов не претерпевает существенных изменений после освещения. Показано, что освещение комплексов LH2, выделенных из Ect. Haloalkaliphila, в область поглощения каротиноидов приводит к фотопоглощению молекулярного кислорода со скоростью 993 мкмоль O2 (мкмоль LH2)-1 ч-1 в первую минуту непрерывного освещения. У комплексов со встроенными каротиноидами (сфероиден и нейроспорин) фотопоглощение молекулярного кислорода зарегистрировано не было, отметим, что в комплексах LH2 со встроенным родопином отмечено небольшое фотопоглощение кислорода, но разрешающая способность установки не позволила достоверно его зарегистрировать. Общее количество гидропероксидов (R-OOH) в образцах возрастало с увеличением времени освещения и своего максимального количества они достигали к 20-й минуте, за чем следовало снижение их концентрации. Было выявлено два типа органических гидропероксидов, образующихся при освещении (20 мин, 375 > λ >600 нм) препаратов LH2-контроль: высоколипофильные (LP-OOH, 11,4 молекул на один LH2) и относительно гидрофобные (HP-OOH, 70 на один LH2). Однако фотообразование R-OOH в препаратах ДФА-LH2 не обнаружено. Добавление бенгальского розового (RB, фотосенсибилизатор, генерирующий синглетный кислород) перед облучением контрольных образцов LH2 не приводило к увеличению фотопродукции R-OOH. RB снижал фотопродукцию LP, не влияя на HP, что согласуется с ранее полученными данными. Более того, RB не увеличивал фотообразование R-OOH в других препаратах (ДФА-LH2, LH2-Neu, LH2-Sph или LH2-Rho). С одной стороны, это может указывать на то, что молекулы-предшественники гидропероксида не образуются в LH2 из-за действия ДФА. С другой стороны, встраивание каротиноидов в LH2 не способствует их появлению. Освещение сине-зеленым светом препаратов комплексов ДФА-LH2, выделенных из Ect. haloalkaliphila, а также комплексов со встроенными каротиноидами (сфероиден и нейроспорин) не приводило к изменениям гидроционного радиуса комплексов. Комплексы ДФА-LH2 со встроенными родопином при освещении увеличивались (приблизительно на 10-15%) с 9 нм до 10-10,5 нм), однако анализ не выявил статистически значисых изменений. Что коррелирует с полученными данными по фотовыцветанию БХл и фотообразованию органических гидропероксидов. Известно, что окислительное повреждение белковых частиц (в том числе в результате действия активных форм кислорода) сопровождается изменением ζ-потенциала. Обработка ДФА приводит к сдвигу ζ-потенциала коллоида LH2 примерно от -30 мВ до -12 мВ. Повторное встраивание каротиноидов смягчает этот эффект. Эти данные свидетельствуют о существенном влиянии каротиноидов на поверхностный заряд белков комплекса, что может иметь большое значение для функционирования антенного комплекса in vivo. Термическая стабильность комплексов LH2 без каротиноидов значительно снижена. Если в препаратах LH2-контроль тепловой переход начинался при ≈50⁰C, то в препаратах ДФА-LH2 такой переход наблюдался уже при 31-33⁰C, что указывает на нестабильность комплексов. Удивительно, но встраивание родопина, а также нейроспорина, сфероидена не повысило температуры перехода состояния комплексов. Предварительное освещение препаратов ДФА-LH2, LH2-Neu, LH2-Sph и LH2-Rho не привело к какому-либо дополнительному сдвигу точки перехода в область более низких температур. Таким образом, наши данные свидетельствуют о том, что каротиноиды, с одной стороны, стабилизируют комплексы LH2, а с другой стороны, участвуют в светоиндуцированном окислительном повреждении LH2, вероятно, за счет окислительно-восстановительной активности синглетного кислорода, а родопин может быть одним из каротиноидов, способных участвовать в генерации синглетного кислорода в препаратах LH2-контроля.