Биологический каталог




Структура и функции мембран

Автор В.К.Рыбальченко, М.М.Коганов

е этих процессов лежат различные реакции, существенно отличающиеся по своим механизмам и скоростям. О. С. Ксенжеком, М. М. Когановым и Г. А. Лобачем (1978, 1980) было высказано предположение, что кривая сдвига рН, вызванного световым импульсом в суспензии хлоропластов, представляет собой суперпозицию «элементарных» процессов Н+-транспорта, каждый из которых описывается экспоненциальной зависимостью А рН — время:

Ф(0 =1М»-[1-ехр(-р4г)], (51)

г"=1

где Аг — амплитуда «элементарного» процесса; N — число «элементарных» процессов; р, — показатель скорости соответствующего процесса.

Это предположение основано на линейном подходе к анализу системы, согласно которому при малых возмущениях отклик ее линеаризуется. Известно, что только наиболее быстрые стадии трансформации энергии в хлоропластах связаны с большими энергетическими «ступенями», как, например, процесс возбуждения хлорофилла (Рубин, Кренде-лева, 1975). По-видимому, эти процессы являются сильно нелинейными. Однако последующие стадии, сопряженные с переносом электронов по редокс-цепям, в частности Н+-транспорт, протекают как последовательность переходов по частным энергетическим ступенькам, высота каждой из которых невелика. Это дает основание полагать, что процессы Н+-транспорта являются по своим динамическим характеристикам линейными или, по крайней мере, не содержат существенных нелинейностей типа разрыва функции, порога насыщения и т. д. Отсюда проистекает возможность использования для описания Н+-транспортных процессов хорошо развитых методов исследования динамических систем. Существенно, что эти методы позволяют на основе анализа отклика системы (данных о параметрах Аг, р4 и N в уравнении 51) делать определенные заключения о внутренних связях в изучаемой системе и о динамике протекающих в ней процессов.

О. С. Ксенжеком, М. М. Когановым и Г. А. Лобачем (1978, 1980) был разработан метод определения динамических параметров процессов Н+-транспорта в хлоропластах, который позволил установить, что вызываемый вспышкой света сдвиг рН в суспензии является суперпозицией четырех «элементарных» процессов, описываемых экспоненциальными зависимостями АрН — время.

Можно сформулировать ряд требований, которым должен удовлетворять адекватный метод изучения динамики процессов Н+-транспорта, протекающих при освещении суспензии хлоропластов световым импульсом:

быстродействие метода должно быть порядка Ю-3 с. Это связано с характеристическим временем наиболее быстрого процесса сдвига рН суспензии— 10~2 с (Фаулер, Кок, 1976), вызываемого действием вспышки;

эксперименты должны проводиться в условиях, обеспечивающих сведение к минимуму влияния диффузионных процессов, могущих исказить измерения;

освещение суспензии хлоропластов должно быть однородным, так как протекание ряда фотосинтетических процессов зависит от интенсивности света;

чувствительность метода измерения рН в суспензии должна обеспечивать достоверное измерение величин сдвига рН порядка КН ед рН;

индуцированный вспышкой сдвиг рН должен регистрироваться в широком частотном диапазоне, так как процессы Н+-транспорта значительно отличаются по своим скоростям. (Булычев, 1979);

так как реакция хлоропластов на освещение существенно изменяется во времени (Вол, 1977), информацию о всех вызываемых вспышкой процессах Н+-транспорта желательно получать из однократного отклика хлоропластов на световой импульс.

Оборудование: для выполнения работы используется установка, блок-схема которой приведена на рис. 52. Эта установка позволяет регистрировать изменения рН в суспензии хлоропластов порядка 10-4-— 10-3 ед рН с быстродействием 1—-5 мс. Для записи кривой отклика суспензии хлоропластов на вспышку в некоторых случаях целесообразно регистрировать сигнал параллельно на осциллографе и самописце, подавая на их я-входы экспоненциальную временную развертку с одинаковым значением параметра р. Главными особенностями метода является использование 1U 1

Рис. 52. Блок-схема установки для измерения процессов Н+-транспор-та, вызываемых световыми импульсами:

/ — осциллограф; 2 — блок временной развертки; 3 — двухкоордннатный самописец типа ПДП-0.4; 4 — переключатель; 5 — фотовспышка типа «Электроника В 5ЧМ»; S — импульсная.лампа ИФК-120; 7 — металлический экран; в — корпус ячейки; 9 — прозрачное дно; 10 — слой суспензии хлоропластов; // — Н + . селективная мембрана; 12 — быстродействующий торцовый рН-электрод; 13 — хлорсеребряный электрод; 14 — предварительный усилитель

в измерениях быстродействующих стеклянных электродов, тонкослойной ячейки, быстродействующего усилителя, а также способа записи сигнала в широком диапазоне времени.

Быстродействующий рН-электрод. Для определения быстродействия рН-электродов используется фотохимический метод, предложенный С. Фаулером и Б. Коком (1976). В нем применяется индуцируемая светом реакция подкисления, протекающая в инкубационной среде, содержащей 200 мкМ феназинметасульфата (ФМС) и 1 мМ окисленного цитохрома с,

hv

ФМС-Н + 2 цитохром соя —»- ФМС+ -f

2 ЦИТОХрОМ Cred + Н+. (52)

Так как реакция (52) протекает за Ю-5 с, то быстродействие стеклянного электрода можно легко определить по постоянной времени регистрируемого сдвига рН.

Быстродействие обычных серийных рН-электродов не превышает 0,5 с. Поэтому в работе используют самодельные стеклянные электроды, имеющие быстродействие 1—¦ 5 мс. Эти электроды представляют собой цилиндрическую трубку из легкоплавкого стекла, имеющего коэффициент объемного расширения, близкий к коэффициенту Н+-селекРис. 53. Ячейка для измерения индуцированной вспышкой процессов Н+-транс-порта в суспензии хлоропластов:

/ — хлорсеребряный электрод сравнения; 2 — крепление для хлорсеребряного электрода; 3 — плексигласовый корпус; 4 — канал для контакта хлорсеребряного электрода с суспензией, находящейся под мембраной рН-электрода; 5 — прозрачное дно нз оптического стекла; в — суспензия хлоропластов; 7 — Н+-селектнвная мембрана; 8 — раствор электролита; 9 — корпус

страница 63
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Структура и функции мембран" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(10.12.2019)