Quenching with Oxygen of the Triplet State of Spheroiden in the Reaction Centers of C. sphaeroides in the Temperature Range 0–45°C

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The efficiency of quenching with dissolved oxygen of the triplet state of the carotenoid spheroiden ([T]Car) in the photosynthetic reaction center of purple bacteria Cerebacter (Rhodobacter) sphaeroides in the temperature range from 0°C to +45°C was investigated. For the possibility of [T]Car formation during light excitation of the reaction center, o-phenanthroline (10[−][2] M) was added to the preparations, partially displacing the primary quinone acceptor from the structure of reaction center. The activation energies of the process of [T]Car quenching under normal aerobic conditions and with partial degassing of the studied samples were determined.

作者简介

P. Knox

Lomonosov Moscow State University

Email: knox@biophys.msu.ru
Moscow, Russia

I. Yaroshevich

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

E. Lukashev

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

参考

  1. Peterman E. J. G., Dukker F. M., van Grondelle R., and van Amerongen H. Chlorophyll a and carotenoid triplet states in light-harvesting complex 11 of higher plants. Biophys. J., 69, 2670 (1995). doi: 10.1016/S0006-3495(95)80138-4
  2. Mandal S., Carey A.-M., Locsin J., Gao B.-R., Williams J.-A. C., Allen J. P., Lin S., and Woodbury N. W. Mechanism of triplet energy transfer in photosynthetic bacterial reaction centers. J. Phys. Chem. B, 121, 6499-6510 (2017). doi: 10.1021/acs.jpcb.7b03373
  3. Sipka G. and Maroti P. Photoprotection in intact cells of photosynthetic bacteria: quenching of bacteriochlorophyll fluorescence by carotenoid triplets. Photosynth. Res., 136, 17 (2018). doi: 10.1007/s11120-017-0434-3
  4. Laible P. D., Morris Z. S., Thurnauer M. C., Schiffer M., and Hanson D. K. Inter- and intraspecific variation in excited-state triplet energy transfer rates in reaction centers of photosynthetic bacteria. Photochem. Photobiol., 78 (2), 114 (2003). doi: 10.1562/0031-8655(2003)078-C0114:iaivie>2.0.co;2
  5. Marchanka A., Paddock M., Lubitz W., and van Gastel M. Low-temperature pulsed EPR study at 34 GHz of the triplet states of the primary electron donor P865 and the carotenoid in native and mutant bacterial reaction centers of Rhodobacter sphaeroides. Biochemistry, 46, 14782 (2007). doi: 10.1021/bi701593r
  6. Kirmaier C., Holten D., and Parson W. W. Temperature and detection-wavelength dependence of the picosecond electron transfer kinetics measured in Rhodopaeudomonas sphaeroides reaction centers—resolution of new spectral and kinetic components in the primary charge-separation process. Biochim. Biophys. Acta, 810, 33 (1985). doi: 10.1016/0005-2728(85)90204-X
  7. Holzapfel W., Finkele U., Kaiser W., Oesterhelt D., Scheer H., Stilz H. U., and Zinth W. Observation of a bacteriochlorophyll anion radical during the primary charge separation in a reaction center. Chem. Phys. Lett., 160, 1 (1989). doi: 10.1016/0009-2614(89)87543-8
  8. Holzwarth A. R. and Muller M. G. Energetics and kinetics of radical pairs in reaction centers from Rhodobacter sphaeroides. A femtosecond transient absorption study. Biochemistry, 35, 11820 (1996). doi: 10.1021/bj9607012
  9. Šlouf V., Chábera P., Olsen J. D., Martin E. C., Qiac P., Huntec C. N., and Polivka T. Photoprotection in a purple phototrophic bacterium mediated by oxygen-dependent alteration of carotenoid excited-state properties. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, 8570 (2012). doi: 10.1073/pnas.1201413109
  10. Пименова М. Н., Гречушкина Н. Н., Азова Л. Г., Семенова Е. В. и Мильникова С. И. Руководство к практическим занятиям по микробиологии (Изд-во МГУ, М., 1983).
  11. Захарова Н. И. и Чурбанова И. Ю. Методы получения реакционных центров фотосинтезирующих пурпурных бактерий. Биохимия, 65, 181 (2000).
  12. Okamura M. Y., Isaacson R. A., and Feher G. Primary acceptor in bacterial photosynthesis: Obligatory role of ubiquinone in photoactive reaction centre of Rhodopseudomonas spheroids. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 72, 3491 (1975). doi: 10.1073/pnas.72.9.3491
  13. Gibasiewicz K. and Pajzderska M. Primary radical pair PH lifetime in Rhodobacter sphaeroides with blocked electron transfer to Q. Effect of o-phenanthroline. J. Phys. Chem. B, 112, 1858 (2008). doi: 10.1021/jp075184j
  14. Gibasiewicz K., Pajzderska M., Ziólek M., Karolczak J., and Dobek A. Internal electrostatic control of the primary charge separation and recombination in reaction centers from Rhodobacter sphaeroides revealed by femtosecond transient absorption. J. Phys. Chem. B, 113, 11023 (2009). doi: 10.1021/jp811234q
  15. Bialek R., Burdzinski G., Jones M. R., and Gibasiewicz K. Bacteriophosphycin triplet state in Rhodobacter sphaeroides reaction centers. Photosynth. Res., 129, 205 (2016). doi: 10.1007/s11120-016-0290-6
  16. Oxanvya M. H., Oexep F. H. Henicon H. Peaxционные центры. B kti. Фотосинтез (Мир, М., 1987), т. 1, сс. 316-402.
  17. Frank H. A., Chadwick B. W., Taremi S., Kolaczkowski S., and Bowman M. K. Singlet and triplet absorption spectra of carotenoids bound in the reaction centers of Rhodopseudomonas sphaeroides R26. FEBS Lett., 203, 157 (1986). doi: 10.1016/0014-5793(86)80734-7
  18. Paschenko V. Z., Gorokhov V. V., Grishanova N. P., Goryacheva E. A., Korvatovsky B. N., Knox P. P., Zakharova N. I., and Rubin A. B. The influence of structural-dynamic organization of RC from purple bacterium Rhodobacter sphaeroides on picosecond stages of photoinduced reactions. Biochim. Biophys. Acta, 1364, 361 (1998). doi: 10.1016/s0005-2728(98)00012-7
  19. Tao Z., Goodisman J., and Souid A.-K. Oxygen measurement via phosphorescence: reaction of sodium dithionite with dissolved oxygen. J. Phys. Chem. A, 112, 1511 (2008). doi: 10.1021/jp710176z
  20. Schödel R., Irrgang K.-D., Voigt J., and Renger G. Rate of carotenoid triplet formation in solubilized light-harvesting complex II (LHCII) from spinach. Biophys. J., 75, 3143 (1998). doi: 10.1016/S0006-3495(98)77756-2
  21. Siefermann-Harms D. and Angerhofer A. Evidence for an O-barrier in the light-harvesting chlorophyll-a/b-protein complex LHC II. Photosynth. Res., 55, 83 (1998). doi: 10.1023/A:1005951307673
  22. Sheu S.-Y., Yang D.-Y., Selzle H. L., and Schlag E. W. Energetics of hydrogen bonds in peptides. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 12683 (2003). doi: 10.1073/pnas.2133366100
  23. Carrero J., Jameson D. M., and Gratton E. Oxygen penetration and diffusion into myoglobin revealed by quenching of zineprotoporphyrin IX fluorescence. Biophys. Chem., 54, 143 (1995). doi: 10.1016/0301-4622(94)00133-5
  24. Roszak A. W., McKendrick K., Gardiner A. T., Mitchell I. A., Isaacs N. W., Cogdell R. J., Hashimoto H., and Frank H. A. Protein regulation of carotenoid binding: gatekeeper and locking amino acid residues in reaction centers of Rhodobacter sphaeroides. Structure, 12, 765 (2004). doi: 10.1016/j.str.2004.02.037
  25. Popovos B. B., Гришанова Н. П., Нокс П. П., Пашенко В. З. и Ренгер Г. Возможное влияние структурного фазового перехода в реакционных центрах Rhodobacter sphaeroides на скорость темнового восстановления фотоокисленного бактериохлорафилла от первичного хинона. Биофизика, 48, 453 (2003).
  26. Справочник химика 21. Химия и химическая технология. URL: www.Chem21.info.
  27. Yaroshevich I. A., Krasilnikov P. M., and Rubin A. B. Functional interpretation of the role of cyclic carotenoids in photosynthetic antennas via quantum chemical calculations. Comput. Theor. Chem., 1070, 27 (2015). doi: 10.1016/j.comptc.2015.07.016
  28. Ho J., Kish E., Méndez-Hernandez D. D., Wong Carter K., Pillai S., Kodis G., Niklas J., Poluektov O. G., Gust D., Moore T. A., Moore A. L., Batista V. S., and Robert B. Triplet–triplet energy transfer in artificial and natural photosynthetic antennas. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 114 (28), E5513-E5521 (2017). doi: 10.1073/pnas.1614857114
  29. Laisk A., Peterson R. B., and Oja V. Excitation transfer and quenching in photosystem II, enlightened by carotenoid triplet state in leaves. Photosynth. Res., 160, 31 (2024). doi: 10.1007/s11120-024-01086-6

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».