Редокс-состояние фотосинтетического ферредоксина при тепловом и световом стрессе

С использованием метода дифференциальной абсорбционной фотометрии исследованы кинетики окисления/восстановления первичного донора фотосистемы 1 (ФС1), Р700, пластоцианина (РС)  и ферредоксина (Fd) в первых листьях проростков ячменя при воздействии света высокой интенсивности (2000 мкмоль квантов  м^–2  с^–1, 30 мин) и повышенной температуры (40 °С, 3 ч). Воздействие света высокой интенсивности увеличивало накопление окисленной формы реакционного центра ФС1 Р700⁺, окисленного PC и восстановленного Fd. В этих условиях отмечено отсутствие реокисления восстановленного Fd на фоне красного и дальнего красного света. В подвергнутых действию повышенной температуры проростках ячменя наблюдалось повышенное накопление Р700⁺, PC⁺ и Fd^–,  а также ускоренное реокисление листового Fd на фоне красного света и отсутствие накопления окисленного Fd на фоне дальнего красного света. Сделан вывод об активизации оттока электронов от Fd по фотонезависимому пути при световом стрессе и альтернативных потоков электронов  с участием пластохинонового пула при тепловом стрессе.

1. S. Mathur, D. Agrawal, A. Jajoo. J. Photochem. Photobiol. B: Biology, 137 (2014) 116—126

2. W. Yamori, K. Hikosaka, D. A. Way. Photosynth. Res., 119 (2014) 101—117

3. C. M. Anderson, E. M. Mattoon, N. Zhang. Commun. Biol., 4 (2021) art. 1092

4. E. Maai, K. Nishimura, R. Takisawa, T. Nakazaki. Plant Prod. Sci., 23 (2020) 172—181

5. S. Takahashi, H. Bauwe, M. Badger. Plant Physiol., 144 (2007) 487—494

6. K.-J. Dietz. J. Exp. Bot., 66 (2015) 2401—2414

7. S. Takahashi, M. R. Badger. Trends Plant Sci., 16 (2011) 53—60

8. H. Kirchhoff. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci., 369 (2014) art. 20130225

9. S. E. Flannery, C. Hepworth, W. H. J. Wood, F. Pastorelli, C. N. Hunter, M. J. Dickman, P. J. Jackson, M. P. Johnson. Plant J., 105 (2020) 223—244

10. E. Maai, K. Nishimura, R. Takisawa, T. Nakazaki. Plant Prod. Sci., 23 (2020) 172—181

11. P. Müller, X.-P. Li, K. K. Niyogi. Plant Physiol., 125 (2001) 1558—1566

12. J.-D. Rochaix. Annu. Rev. Plant Biol., 65 (2014) 287—309

13. Y. Sun, C. Frankenberg, J. D. Wood, D. S. Schimel, M. Jung, L. Guanter, D. T. Drewry, M. Verma, A. Porcar-Castell, T. J. Griffis, L. Gu, T. S. Magney, P. Köhler, B. Evans, K. Yuen. Science, 358, N 6360 (2017) art. 5747

14. S. J. Crafts-Brandner, M. E. Salvucci. Plant Physiol., 129 (2002) 1773—1780

15. S. Z. Tóth, J. T. Puthur, V. Nagy, G. Garab. Plant Physiol., 149, N 3 (2009) 1568—1578

16. N. Pshybytko, J. Kruk, L. Kabashnikova, K. Strzalka. Biochim. Biophys. Acta, 1777 (2008) 1393—1399

17. E. Medina, S.-H. Kim, M. Yun, W.-G. Choi. Plants, 10 (2021) art. 371

18. Q. Li, Z. J. Yao, H. Mi. Front. Plant Sci., 7 (2016) art. 285

19. Y. Jiang, X. Feng, H. Wang, Y. Chen, Y. Sun. J. Plant Res., 134 (2021) 1311—1321

20. Н. Л. Пшибытко. Журн. прикл. спектр., 90 (2023) 67—73 [N. L. Pshybytko. J. Appl. Spectr., 90, N 1 (2023) 60—65]

21. N. Pshybytko, J. Kruk, E. Lysenko, K. Strzalka, V. Demidchik. Env. Exp. Bot., 206 (2023) art. 105151

22. T. Goss, G. Hanke. Curr. Protein Pept. Sci., 15, N 4 (2014) 385—393

23. F. J. Cejudo, M.-C. González, J. M. Pérez-Ruiz. Plant Physiol., 86, N 1 (2021) 9—21

24. G. Kurisu, T. Tsukihara. J. Biochem., 171, N 1 (2022) 19—21

25. I. Bertini, C. Luchinat, A. Provenzani, A. Rosato, P. R. Vasos. Proteins, 4, N 6 (2002) 110—127

26. Y. Onda, T. Matsumura, Y. Kimata-Ariga, H. Sakakibara, T. Sugiyama, T. Hase. Plant Physiol., 123 (2000) 1037—1046

27. G. T. Hanke, Y. Kimata-Ariga, I. Taniguchi, T. Hase. Plant Physiol., 134, N 1 (2004) 255—264

28. X. Guan, S. Chen, C. P. Voon, K.-B. Wong, M. Tikkanen, B. L. Lim. Front. Plant Sci., 9 (2018) art. 410

29. G. Hanke, P. Mulo. Plant Cell Environ., 36 (2013) 1071—1084

30. K. Yoshida, Y. Yokochi, K. Tanaka, T. Hisabori. J. Biol. Chem., 298, N 12 (2022) art. 102650

31. M. Lindahl, T. Kieselbach. J. Proteomics., 72, N 3 (2009) 416—438

32. P. Geigenberger, I. Thormählen, D. M. Daloso, A. R. Fernie. Trends Plant Sci., 22, N 3 (2017) 249—262

33. L. Nikkanen, E. Rintamaki. Biochem. J., 476 (2019) 1159—1172

34. M. Zaffagnini, S. Fermani, C. H. Marchand, A. Costa, F. Sparla, N. Rouhier, P. Geigenberger, S. D. Lemaire, P. Trost. Antioxid. Redox Signal., 31, N 3 (2019) 155—210

35. U. Schreiber, C. Klughammer. Plant Cell Physiol., 57, N 7 (2016) 1454—1467

36. C. Klughammer, U. Schreiber. Photosynth. Res., 128, N 2 (2016) 195—214

37. П. Ф. Рокицкий. Биологическая статистика, Минск, Вышэйшая школа (1973)

38. C. Gisriel, G. Shen, V. Kurashov, M. Y. Ho, S. Zhang, D. Williams, J. H. Golbeck, P. Fromme, D. A. Bryant. Sci. Adv., 6, N 6 (2020) art. 6415

39. J. Minagawa. Biochim. Biophys. Acta – Bioenergetics, 1807, N 8 (2011) 897—905

40. K. Yoshida, T. Hisabori. Antioxidants, 7 (2018) art. 153

41. T. Ogawa, K. Kobayashi, Y. Y. Taniguchi, T. Shikanai, N. Nakamura, A. Yokota, Y. N. Munekage. Plant Physiology, 191, N 4 (2023) 2288—2300

42. M. Ma, Y. Liu, C. Bai, Y. Yang, Z. Sun, X. Liu, S. Zhang, X. Han, J. W. H. Yong. Front. Plant Sci., 12 (2021) art. 702196

43. T. G. Laughlin, A. N. Bayne, J. F. Trempe. Nature, 566 (2019) 411—414