Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха
Методом iнфрачервоного газового аналiзу встановлено, що освiтлення iзольованих хлоропластiв класу “В” iндукує поглинання до 320 нмоль CO2 на 1 мг хлорофiлу з газової фази над суспензiєю. Процес поглинання починається одразу ж пiсля початку освiтлення i розвивається протягом 15–20 с. Пiсля вимкнення...
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17338 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха / А.В. Полищук, В.В. Подорванов, А.В. Семенихин, Е.К. Золотарева // Доп. НАН України. — 2009. — № 8. — С. 173-178. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-17338 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-173382011-02-26T12:03:27Z Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха Полищук, А.В. Подорванов, В.В. Семенихин, А.В. Золотарева, Е.К. Біохімія Методом iнфрачервоного газового аналiзу встановлено, що освiтлення iзольованих хлоропластiв класу “В” iндукує поглинання до 320 нмоль CO2 на 1 мг хлорофiлу з газової фази над суспензiєю. Процес поглинання починається одразу ж пiсля початку освiтлення i розвивається протягом 15–20 с. Пiсля вимкнення свiтла в газову фазу вивiльняється кiлькiсть CO2, що дорiвнює поглинутiй на свiтлi. Виявлений ефект корелює з добре вiдомою реакцiєю свiтлозалежного поглинання протонiв iзольованими хлоропластами. Показано, що величина свiтлоiндукованого поглинання CO2 контролюється активнiстю карбоангiдрази (КА) i пригнiчується iнгiбiторами КА лiофiльним етоксизоламiдом та гiдрофiльним ацетазоламiдом. Висунуто припущення, що кiлькiсть мембранозв’язаного бiкарбонату в тилакоїдах та їх фотохiмiчна активнiсть контролюються активнiстю тилакоїдної КА, яка бере участь у формуваннi енергiзованого стану хлоропластiв. Illumination of isolated pea chloroplasts induces the CO2 uptake from air phase over suspension. The effect was registered by infrared gas analysis and corresponded to the uptake of up to 320 nmol CO2/mg chlorophyll. The process started immediately after the onset of illumination, developed during 15–20 sec, and completely reversed for the same time after the switching light off. The effect correlates with the well-known light-induced proton uptake by isolated chloroplasts. The value of light-induced CO2 uptake depends on the carbonic anhydrase (CA) activity and is inhibited by CA inhibitors ethoxyzolamide (EZ) and hydrophilic acetazolamide (AZ). The results suggest that the amount of bound bicarbonate in thylakoids and their photochemical activity are controlled by the activity of carbonic anhydrase which takes part in the formation of an energized state of membrane. 2009 Article Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха / А.В. Полищук, В.В. Подорванов, А.В. Семенихин, Е.К. Золотарева // Доп. НАН України. — 2009. — № 8. — С. 173-178. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17338 577.352.3 ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Біохімія Біохімія |
| spellingShingle |
Біохімія Біохімія Полищук, А.В. Подорванов, В.В. Семенихин, А.В. Золотарева, Е.К. Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха |
| description |
Методом iнфрачервоного газового аналiзу встановлено, що освiтлення iзольованих хлоропластiв класу “В” iндукує поглинання до 320 нмоль CO2 на 1 мг хлорофiлу з газової фази над суспензiєю. Процес поглинання починається одразу ж пiсля початку освiтлення i розвивається протягом 15–20 с. Пiсля вимкнення свiтла в газову фазу вивiльняється кiлькiсть CO2, що дорiвнює поглинутiй на свiтлi. Виявлений ефект корелює з добре вiдомою реакцiєю свiтлозалежного поглинання протонiв iзольованими хлоропластами. Показано, що величина свiтлоiндукованого поглинання CO2 контролюється активнiстю карбоангiдрази (КА) i пригнiчується iнгiбiторами КА лiофiльним етоксизоламiдом та гiдрофiльним ацетазоламiдом. Висунуто припущення, що кiлькiсть мембранозв’язаного бiкарбонату в тилакоїдах та їх фотохiмiчна активнiсть контролюються активнiстю тилакоїдної КА, яка бере участь у формуваннi енергiзованого стану хлоропластiв. |
| format |
Article |
| author |
Полищук, А.В. Подорванов, В.В. Семенихин, А.В. Золотарева, Е.К. |
| author_facet |
Полищук, А.В. Подорванов, В.В. Семенихин, А.В. Золотарева, Е.К. |
| author_sort |
Полищук, А.В. |
| title |
Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха |
| title_short |
Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха |
| title_full |
Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха |
| title_fullStr |
Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха |
| title_full_unstemmed |
Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха |
| title_sort |
светозависимое поглощение co2 изолированными хлоропластами гороха |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Біохімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/17338 |
| citation_txt |
Светозависимое поглощение CO2 изолированными хлоропластами гороха / А.В. Полищук, В.В. Подорванов, А.В. Семенихин, Е.К. Золотарева // Доп. НАН України. — 2009. — № 8. — С. 173-178. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT poliŝukav svetozavisimoepogloŝenieco2izolirovannymihloroplastamigoroha AT podorvanovvv svetozavisimoepogloŝenieco2izolirovannymihloroplastamigoroha AT semenihinav svetozavisimoepogloŝenieco2izolirovannymihloroplastamigoroha AT zolotarevaek svetozavisimoepogloŝenieco2izolirovannymihloroplastamigoroha |
| first_indexed |
2025-07-02T18:30:50Z |
| last_indexed |
2025-07-02T18:30:50Z |
| _version_ |
1836560994473607168 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
8 • 2009
БIОХIМIЯ
УДК 577.352.3
© 2009
А.В. Полищук, В.В. Подорванов, А.В. Семенихин,
Е.К. Золотарева
Светозависимое поглощение CO2 изолированными
хлоропластами гороха
(Представлено академиком НАН Украины К.М. Сытником)
Методом iнфрачервоного газового аналiзу встановлено, що освiтлення iзольованих хло-
ропластiв класу “В” iндукує поглинання до 320 нмоль CO2 на 1 мг хлорофiлу з газової фа-
зи над суспензiєю. Процес поглинання починається одразу ж пiсля початку освiтлення
i розвивається протягом 15–20 с. Пiсля вимкнення свiтла в газову фазу вивiльняється
кiлькiсть CO2, що дорiвнює поглинутiй на свiтлi. Виявлений ефект корелює з добре
вiдомою реакцiєю свiтлозалежного поглинання протонiв iзольованими хлоропластами.
Показано, що величина свiтлоiндукованого поглинання CO2 контролюється активнiстю
карбоангiдрази (КА) i пригнiчується iнгiбiторами КА — лiофiльним етоксизоламiдом та
гiдрофiльним ацетазоламiдом. Висунуто припущення, що кiлькiсть мембранозв’язаного
бiкарбонату в тилакоїдах та їх фотохiмiчна активнiсть контролюються активнiстю
тилакоїдної КА, яка бере участь у формуваннi енергiзованого стану хлоропластiв.
Тилакоидные мембраны содержат довольно большое количество (до 1 мкмоль на 1 мг хло-
рофилла) связанного с различной степенью прочности бикарбоната [1]. Прочно связанный
бикарбонат абсолютно необходим для сохранения функциональной активности ФСII [2, 3],
его удаление приводит к ингибированию реакций переноса электронов, как на донорной,
так и на акцепторной стороне ФСII [2–4]. Местом локализации прочно связанного бикар-
боната, согласно данным целого ряда работ [2, 3], является сайт ФСII между первичным
и вторичным пластохиноновыми акцепторами QA и QB. Функциональная роль пула слабо-
связанного HCO−
3 не известна.
Наряду с мембраносвязанным бикарбонатом тилакоиды и частицы ФСII содержат кар-
боангидразу (КА, карбонат гидролиазу, EC 4.2.1.1.) — фермент, катализирующий реакцию
гидратации CO2 и обратную ей реакцию дегидратации бикарбоната [4–6]. КА в десятки
тысяч раз ускоряет установление равновесия между формами угольной кислоты, которое
в растворе достигается весьма медленно [7].
В мембранах молекулы КА ассоциированы, по крайней мере, с четырьмя различными
компонентами электрон-транспортной цепи тилакоидов [6]. На уровне ФСII, как предпо-
лагается, ионы бикарбоната акцептируют протоны, освобождающиеся при фотоокислении
воды и поступающие во внутритилакоидное пространство [8]. При резком возрастании ин-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №8 173
Рис. 1. Изменение скорости потока СО2 в газовой среде над суспензией изолированных хлоропластов, ин-
дуцированное включением и выключением света. Состав реакционной среды: 200 мМ сорбитола, 10 мМ
NaCl, 10 мM KCl, 5 мМ МgCl2, 50 мМ трицин-NaOH (pH 7,8), 0,1 мМ MВ и хлоропласты в количестве,
эквивалентном 1 мг хлорофилла. Стрелками показаны моменты включения и выключения света
тенсивности освещения скорость освобождения протонов также возрастает, что может при-
вести к увеличению локальной концентрации Н+ вблизи активных центров окисляющего
воду комплекса и вызвать повреждение и даже деструкцию марганцевого кластера с высво-
бождением Mn в водную фазу [9]. КА, локализованная на донорной стороне ФСII, катали-
зирует протонирование НСО−
3 и ускоряет удаление протонов от центров фоторазложения
воды, способствуя, таким образом, предотвращению кислотной денатурации окисляющего
воду комплекса [10]. В ряде работ высказывалось предположение, что CO2, образующий-
ся в результате этой реакции, используется в цикле Кальвина, а роль тилакоидной КА
состоит в обслуживании рибулозобисфосфат-карбоксилазы/оксидазы и обеспечении этого
фермента субстратом [11]. В случае справедливости этого предположения освещение изоли-
рованных тилакоидних мембран будет приводить к освобождению CO2 во внетилакоидное
пространство. Цель проведенного исследования состояла в определении светоиндуцирован-
ных изменений концентрации CO2 в газовой фазе над суспензией хлоропластов с исполь-
зованием инфракрасного газового анализа.
Хлоропласты класса “В” изолировали из листьев двух верхних ярусов 12–14-дневных
растений гороха по методике Уокера в нашей модификации [12]. Препараты суспендиро-
вали в среде хранения, содержащей 200 мМ сорбитол, 10 мМ NaCl, 10 мМ KCl, 10 мМ
трицин-NaOH (pH 7,8) и 2,5 мМ MgCl2 при концентрации хлорофилла 4 мг/мл.
Эксперименты по определению светоиндуцированных изменений концентрации CO2 в га-
зовом объеме над суспензией хлоропластов в изолированной от атмосферы ячейке выпол-
няли при постоянной продувке этого объема воздухом с известной концентрацией CO2 (600
ppm). Концентрацию CO2 в газовой фазе определяли с помощью инфракрасного газового
анализатора фирмы Qubit Systems (Канада).
На рис. 1 показано, как изменяется скорость потока CO2 при освещении суспензии хло-
ропластов и после выключения света. Световое насыщение процесса достигалось за счет
интенсивного перемешивания. Само по себе перемешивание в темноте не вызывало ка-
ких-либо изменений состава газовой фазы. Согласно полученным данным (табл. 1), как
в присутствии акцептора электронов метилвиологена (МВ), катализирующего нецикличес-
174 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №8
кий перенос электронов, так и в присутствии феназинметасульфата (ФМС), медиирующего
циклический транспорт электронов вокруг первой фотосистемы, освещение вызывало по-
глощение CO2 из окружающего газового объема. В отсутствие экзогенного акцептора эле-
ктронов величина светоиндуцируемого поглощения CO2 несколько ниже, чем в присутствии
МВ или ФМС. После выключения света CO2 в количествах, эквивалентных поглощенным
на свету, освобождался в газовую фазу. Общее поглощение CO2 в различных эксперимен-
тах составляло от 0,1 до 0,32 мкмоль/мг хл.
Возможная связь величины светоиндуцированного поглощения и степени энергизации
тилакоидных мембран проверялась в серии экспериментов, результаты которых суммирова-
ны в табл. 2. В контрольных экспериментах поглощение CO2 регистрировали в присутствии
медиатора циклического электронного транспорта ФМС. Введение антибиотика грамици-
дина А, формирующего каналы в мембранах и разрушающего трансмембранный протонный
градиент, подавляло также и поглощение CO2, индуцированное светом. Такие же резуль-
таты были получены и в опытах с использованием протонофорного разобщителя NH4Cl.
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что целостность тилакоидной мембраны
и сохранение высокого уровня трансмембранного протонного градиента являются необхо-
димыми условиями наблюдаемого эффекта поглощения CO2 при освещении хлоропластов.
Данные, приведенные в табл. 3, показывают, что величина светоиндуцированного погло-
щения CO2 зависит также от активности КА. Ингибиторы КА лиофильный этоксизоламид
(ЭЗ) и гидрофильный ацетазоламид (АА) ингибировали поглощение CO2, вызванное осве-
щением суспензии хлоропластов. Степень подавления реакции зависела от продолжитель-
ности действия ингибиторов: внесение ингибитора в реакционную среду приводило к ча-
Таблица 1. Величина светоиндуцированного поглощения CO2 изолированными хлоропластами класса “В”
Вариант Светозависимое поглощение CO2, мкмоль/мг хл.
Без добавок 0,2 ± 0,04
МВ, 0,1 мМ 0,27 ± 0,04
ФМС, 0,05 мМ 0,27 ± 0,05
Таблица 2. Влияние разобщителей электронного транспорта на величину светоиндуцированного поглоще-
ния протонов и CO2 изолированными хлоропластами класса “В”
Вариант
Светозависимое поглощение
CO2 (∆CO2), нмоль CO2/мг хл.
Светозависимое поглощение
Н+ (∆H+), нмоль H+/мг хл.
Без добавок 140 ± 20 120 ± 15
Грамицидин, 10−7 М 190 ± 22 80 ± 15
Грамицидин, 10−6 М 0 0
NH4Cl, 10−6 М 50 ± 12 70 ± 12
NH4Cl, 10−5 М 0 0
Таблица 3. Влияние ингибиторов карбоангидразы на величину светоиндуцированного поглощения CO2
изолированными хлоропластами класса “В”
Вариант Светозависимое поглощение CO2, мкмоль/мг хл.
Контроль 0,19 ± 0,03
AA, 4 · 10−7 М, без инкубации 0,07 ± 0,01
ЭА, 4 · 10−7 М, без инкубации 0,07 ± 0,01
AA, 10−6 М, после 3 ч инкубации 0
ЭА, 10−6 М, после 3 ч инкубации 0
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №8 175
Рис. 2. Влияние разбавления суспензии на обратимое поглощение CO2 суспензией тилакоидных мембран,
индуцированное включением и выключением света:
1 — контроль, концентрация хлорофилла в суспензии составляла 3,3 мг/мл; 2 — суспензия разбавлена
в 3 раза; 3 — суспензия разбавлена в 5 раз; 4 — суспензия разбавлена в 10 раз
стичному, а продолжительная (в течение 3 ч) преинкубация тилакоидов в присутствии АА
или ЭА — к полному ингибированию светозависимого поглощения CO2 хлоропластами.
Эффект поглощения CO2 тилакоидами регистрировался только в концентрированных
суспензиях, содержание хлорофилла в которых составляло 2,5 — 3,5 мг хл./мл. В более
разбавленных суспензиях поглощение CO2 при освещении не удалось обнаружить. Данные,
приведенные на рис. 2, показывают, как уровень светозависимого поглощения CO2 сни-
жается по мере разбавления суспензии. Эти результаты могут быть объяснены тем, что
углекислота поступает в суспензию в ходе простой диффузии, поскольку в соответствии
с законом Фика диффузия из газовой фазы зависит от разности концентраций между ра-
створом и окружающим газовым объемом. Очевидно, что в темноте при постоянном pH
и температуре концентрации углекислоты в суспензии и в газовом объеме над суспензи-
ей уравновешены. Освещение вызывает поглощение бикарбоната из раствора, связанное,
по-видимому, с формированием трансмембранного протонного градиента. Возникший гра-
диент концентрации бикарбоната способствует ускорению диффузии CO2 из газовой фазы
в раствор. Естественно полагать, что хлоропласты при освещении поглощают одинаковое
количество CO2 независимо от концентрации суспензии, однако величина градиента кон-
центраций углекислоты будет зависеть от концентрации суспензии: в плотных суспензиях
относительное содержание водной фазы ниже, чем в разбавленных, поэтому поглощение
одинакового количества углекислоты из водной фазы будет приводить к большему паде-
нию [HCO−
3 +CO2] в водной фракции концентрированной, чем в водной фазе разбавленной
суспензии хлоропластов.
В интактных хлоропластах, способных к фотосинтетическому поглощению CO2, процесс
фиксации углекислоты начинается после 5–7 мин освещения. Эта фаза процесса называется
индукцией фотосинтеза [13]. В настоящей работе показано, что хлоропласты класса “В”, не
способные к фиксации CO2 из-за отсутствия внешних оболочек и потери необходимых ра-
створимых компонентов, также поглощают некоторое количество CO2 сразу после начала
освещения. Реакция развивается в течение 30–40 с, а количество поглощенной тилакоидами
углекислоты достигает 320 нмоль CO2/мг хл. Поглощенный пул CO2, по-видимому, остает-
176 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №8
ся связанным с мембранами в течение всего периода освещения и освобождается в газовую
фазу после выключения света. Светозависимое поглощение CO2 блокируется разобщителя-
ми, разрушающими трансмембранный протонный градиент. Зависимость уровня светоин-
дуцированного поглощения CO2 от величины ∆pH подтверждается данными табл. 1, пока-
зывающими, что количество поглощенного CO2 возрастает в присутствии искусственных
акцепторов электронов. Известно, что экзогенные акцепторы электронов стимулируют ре-
акцию Хилла, что приводит к возрастанию трансмембранного ∆pH. Это дает основание
полагать, что поглощение CO2 коррелирует с уровнем энергизации мембран.
Эффект светоиндуцированного поглощения протонов, развивающийся при освещении
тилакоидных мембран в том же временном диапазоне, описан более 30 лет тому назад [14].
Это явление, называемое в литературе ∆H+, рассматривается как составная часть процесса
световой энергизации тилакоидов. Полагают, что величина ∆H+ зависит от буферной емко-
сти тилакоидных мембран [15]. Сравнение двух процессов: светозависимых поглощения про-
тонов и углекислого газа, позволяет выявить их сходство. Изолированные хлоропласты при
освещении слабозабуференной суспензии поглощают 200–500 нмоль H+/мг хл. в зависимо-
сти от природы акцептора электронов [14]. Ранее неоднократно отмечалось, что количество
буферных групп белков тилакоидов, способных связывать протоны в физиологическом ди-
апазоне pH, невелико, значительно меньше наблюдаемой величины ∆H+ [14]. В этой связи
возможная роль светозависимого поглощения бикарбоната тилакоидами состоит в повыше-
нии буферной емкости системы, необходимом для стабилизации уровня трансмембранно-
го протонного градиента в условиях активного электронного транспорта и освобождения
внутри тилакоидов большого количества протонов. Приведенные в настоящей работе ре-
зультаты показывают, что ∆H+ и поглощение CO2 при освещении являются связанными
процессами. Однако необходимо отметить, что экспериментальная регистрация поглощения
CO2, вызванная энергизацией хлоропластов, возможна только в очень плотных суспензи-
ях в отличие от ∆H+, который фиксируется в растворах с низкой буферной емкостью
и маскируется в растворах с высоким содержанием буферных соединений. Предполагая,
что H+ и CO2 поглощаются одновременно в параллельных процессах, можно считать, что
CO2 диффундирует при этом из газовой фазы, компенсируя изменения концентрации ра-
створимых форм углекислоты в суспензии. Действительно, согласно полученным данным,
светоиндуцированное поглощение CO2 обнаруживается только в условиях низкой “CO2-ем-
кости”. Процесс контролируется активностью КА. Таким образом, функциональная роль
обнаруженного нами светозависимого поглощения CO2 (бикарбоната) состоит в участии
в формировании энергизованного состояния тилакоидных мембран и стабилизации уровня
pH через увеличение мембранной буферной емкости. Этот вывод не согласуется с выдвину-
тым ранее в ряде работ [4, 11] предположением об участии КА тилакоидов в светозависимом
пополнении фонда стромального CO2, обеспечивающего работу рибулозобисфосфат-карбо-
ксилазы/оксидазы.
1. Stemler A. J. The binding of bicarbonate ions to washed chloroplast grana // Biochim. et biophys. acta. –
1977. – 460, No 4. – P. 511–522.
2. Baranov S. V., Ananyev G.M., Klimov V.V., Dismukes G.C. Bicarbonate accelerates assembly of the
inorganic core of the water-oxidizing complex in manganese-depleted Photosystem II: a proposed bi-
ogeochemical role for atmospheric carbon dioxide in oxygenic photosynthesis // Biochemistry. – 2000. –
39, No 7. – P. 6060–6065.
3. Klimov V.V., Baranov S. V. Bicarbonate requirement for the water-oxidizing complex of Photosystem II //
Biochim. et biophys. acta. – 2001. – 1503, No 2. – P. 187–196.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №8 177
4. Moskvin O.V., Shutova T.V., Khristin M. S. et al. Carbonic anhydrase activities in pea thylakoids //
Photosynth. Res. – 2004. – 79, No 1. – P. 93–100.
5. Lu Y.-K., Theg S.M., Stemler A. J. Carbonic anhydrase activity of the photosystem II OEC33 protein
from pea // Plant and Cell Physiol. – 2005. – 46, No 7. – P. 1944. – 1953.
6. Игнатова Л.К., Руденко H.H., Христин M. С., Иванов Б. H. Гетерогенная природа карбоангидра-
зной активности тилакоидных мембран // Биохимия. – 2006. – 71, № 6. – С. 651–659.
7. Swenson E.R., Maren T.H. A quantitative analysis of CO2 transport at rest and during maximal exer-
cise // Respirat. et Physiol. – 1978. – 35, No 1. – P. 129–159.
8. Villarejo A., Shutova T., Moskvin О. et al. Photosystem II-Associated Carbonic Anhydrase Regulates the
Efficiency of Photosynthetic Oxygen Evolution // EMBO J. – 2002. – 21, No 4. – P. 1930. – 1938.
9. Virgin I., Styring S., Andersson B. Photosystem II disorganization and manganese release after photoinhi-
bition of isolated spinach thylakoid membranes // FEBS Lett. – 1988. – 233, No 3. – P. 408–412.
10. Shutova T., Kenneweg H., Buchta J. et al. The photosystem II-associated Cah3 in Chlamydomonas enhan-
ces the O2 evolution rate by proton removal // Ibid. – 2008. – 27, No 5. – P. 782–791.
11. Raven J. A. CO2-Concentrating Mechanism: A Direct Role for Thylakoid Lumen Acidification? // Plant
and Cell Environ. – 1997. – 20, No 2. – P. 147–154.
12. Walker D.A. Preparation of higher plant chloroplasts // Meth. Enzymol. – 1980. – 69. – P. 94–104.
13. Эдвардс Дж., Уокер Д. Фотосинтез C3- и C4-растений: механизмы и регуляция. – Москва, 1986. –
590 с.
14. Walz D., Goldstein L., Avron M. Determination and analysis of the buffer capacity of isolated chloroplasts
in the light and in the dark // Eur. J. Biochem. – 1974. – 47, No 3. – P. 403–407.
15. Kramer D.M., Sacksteder C.A., Cruz J. A. How acidic is the lumen? // Photosynth. Res. – 1999. – 60,
No 2. – P. 151–163.
Поступило в редакцию 27.01.2009Институт ботаники им. Н. Г. Холодного
НАН Украины, Киев
Нежинский государственный университет
им. Николая Гоголя
A.V. Polishchuk, V.V. Podorvanov, A.V. Seminikhin, E.K. Zolotareva
Light-dependent CO2 uptake by isolated pea chloroplasts
Illumination of isolated pea chloroplasts induces the CO2 uptake from air phase over suspension.
The effect was registered by infrared gas analysis and corresponded to the uptake of up to 320 nmol
CO2/mg chlorophyll. The process started immediately after the onset of illumination, developed
during 15–20 sec, and completely reversed for the same time after the switching light off. The effect
correlates with the well-known light-induced proton uptake by isolated chloroplasts. The value of
light-induced CO2 uptake depends on the carbonic anhydrase (CA) activity and is inhibited by CA
inhibitors — ethoxyzolamide (EZ) and hydrophilic acetazolamide (AZ). The results suggest that the
amount of bound bicarbonate in thylakoids and their photochemical activity are controlled by the
activity of carbonic anhydrase which takes part in the formation of an energized state of membrane.
178 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №8
|