ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Целью проекта является экспериментальное и теоретическое изучение механизмов белок-белковых взаимодействий в регуляции кинетики и направленности процессов транспорта электронов в первичных процессах фотосинтеза зеленых растений. Будут построены прямые многочастичные компьютерные модели взаимодействия белков-подвижных переносчиков электрона: пластоцианина и ферредоксина с встроенными в мембрану мультиферментными комплексами. Параметры моделей будут идентифицированы на основе экспериментальных данных по взаимодействию белков в растворе. С помощью компьютерных экспериментов будут воспроизведены стадии взаимодействия пластоцианина с цитохромным комплексом и донорной частью комплекса Фотосистемы 1 в люмене тилакоида, которые играют существенную роль в линейном и циклическом потоках электронов. Будут построены модели взаимодействия ферредоксина с акцепторной частью комплекса Фотосистемы 1, а также ферредоксина с ферредоксин-НАДФ-редуктазой и ферредоксин-хинон-редуктазой, которые определяют соотношение линейного и циклического потоков электронов. Будет изучен процесс переключения ферредоксина на взаимодействие с гидрогеназой при серном голодании в анаэробных условиях с выделением микроводорослями молекулярного водорода, а также роль электростатических взаимодействий, влияние рН, ионной силы, геометрических параметров субклеточных интерьеров на интенсивность и направленность электронных потоков. Будут проведены соответствующие эксперименты и проанализированы полученные с помощью спектральных методов экспериментальные данные по изменению скорости и направленности электронных потоков в системе первичных процессов фотосинтеза при стрессовых воздействиях на растительную клетку (азотное и серное голодание, высокие интенсивности светового воздействия).
Построены многочастичные компьютерные модели взаимодействия фотосинтетических белков в растворе и в интерьере фотосинтетической мембраны. С помощью модели переноса электрона c фотосистемы 1 на ферредоксин и ФНР в растворе получены значения кинетических констант скорости образования комплекса между фотосистемой 1 и ферредоксином, ферредоксином и ФНР. Рассчитаны кинетические кривые окисления фотосистемы 1 и последующего восстановления ФНР белком ферредоксином после насыщающей вспышки света. Разработана модель электростатических взаимодействий белка пластоцианина с тилакоидной мембраной и цитохромом f. С использованием уравнения Пуассона-Больцмана рассчитаны электростатические потенциалы белков, участвующих в процессе переноса электрона, и тилакоидной мембраны при различных значениях ионной силы. Показано влияние электрического поля тилакоидной мембраны на процесс диффузии и образования комплекса пластоцианин-цитохром f в люмене тилакоида хлоропласта. Рассчитаны зависимости констант скоростей реакций образования комплекса от ионной силы и величины поверхностного заряда на мембране. Построена модель направленного переноса электрона белком Pc от Сyt f на P700 в люминальном пространстве тилакоидной мембраны с учетом неравномерного распределения комплексов на мембране. Проведено сравнение полученных характерных времен реакций с экспериментальными данными, полученными на изолированном хлоропласте шпината. Показано, что экспериментально наблюдаемые зависимости констант скоростей реакций от ионной силы, рН, ширины люминального пространства (при осмотическом шоке), а также направленный перенос электрона в тилакоиде от цитохромного комплекса к Фотосистеме 1 и от Фотоситемы 1 на ферредоксин и ФНР могут быть объяснены в рамках многочастичной модели, учитывающей броуновское движение подвижных белков-переносчиков и их электростатические взаимодействия с фотосинтетической мембраной и встроенными в нее пигмент-белковыми комплексами.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2008 г.-31 декабря 2008 г. | Роль белок-белковых взаимодействий в регуляции первичных процессов фотосинтеза 1 |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2009 г.-31 декабря 2009 г. | Роль белок-белковых взаимодействий в регуляции первичных процессов фотосинтеза 2 |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. | Роль белок-белковых взаимодействий в регуляции первичных процессов фотосинтеза 3 |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".