6.

 

A fénygyűjtő antenna szerveződésének változása lincomycin kezelés hatására

 

Gáspár László, Sárvári Éva és Szigeti Zoltán

ELTE Növényélettani Tanszék, H-1088, Budapest, Múzeum krt. 4/A.

 

 

 

A növények az abszorbeált fényenergia nem-fotokémiai kioltásának növelésével védekeznek az őket érő magas fényintenzitás ellen. Ez a jelenség elsősorban a fénygyűjtő antennarendszerben végbemenő folyamatokkal kapcsolatos. Kísérleteinkben lincomycinnel (LM - a kloroplasztiszok prokarióta típusú fehérjeszintézisét transzlációs szinten gátolja) kezelt kukorica klorofill-a fluoreszcenciájának tulajdonságait és ennek klorofill-protein szerveződésbeli hátterét vizsgáltuk fluoreszcencia spektroszkópiai és indukciós, valamint gélelektroforetikus módszerekkel. Korábbi kisérletekben a LM kezelt növények igen nagy mértékű fluoreszcencia kioltást mutattak, ezért arra kerestük a választ, hogy ez a kioltás milyen antenna-szerkezetbeli változásokkal van összefüggésben.

A LM kezelés jelentősen növelte az F0 és az FM értékét. 30 perc sötétadaptáció után a LM kezelt növények fluoreszcencia indukciója során a fluoreszcencia a kontrollhoz képest nagyobb mértékben csökkent és reverzíbilisen az F0 szintje alá csökkent (minimum az F0 75%-ánál). Ezért az “F0 kioltásért” a nagymértékű nem-fotokémiai kioltás volt felelős. Több órás sötétadaptáció után a kezelt növények F0 és az FM értéke tovább nőtt és az indukció során elmaradt a fluoreszcencia növekedése a minimum után.

A LM gátolta a kloroplasztiszban kódolt klorofill-a-proteinek (PS I CC és PS II CC) beépülését, míg a sejtmagban kódolt klorofill-a/b-proteinek mennyisége (LHC I, LHC II és PS II CA) nem változott számottevően a kontrollhoz képest. A különböző tilakoidrégiókban a komplexek eloszlása hasonló volt a kontrolléhoz kivéve, hogy a könnyebb frakciókban az LHC II relatív aránya nagyobb volt. A közel kontroll mennyiségű LHC I nagyrészt szabad formában, egyenletes eloszlásban volt jelen a tilakoidokban. A nagy mennyiségben jelenlévő LHC I ellenére sem változott a meglévő PS I részecskék Lhca-protein sztöchiometriája a kontrolhoz képest.

Az antennaszerkezet fentiekben leírt változásai a 77 K-en mért fluoreszcencia emissziós spektrumok alábbi változásaival jártak: a kontroll növények esetén a gránum frakcióban a rövid hullámhosszú (680 nm) formák, a sztróma eredetű frakcióban a hosszú hullámhosszú (735 nm) formák domináltak, míg a LM kezelés hatására minden tilakoid frakcióban a hosszú hullámhosszú (730 nm) formák kerültek túlsúlyba. Kimutatható volt a 684 nm-es fluoreszcencia csökkenése és az LHC II-re jellemző 680 nm körüli fluoreszcencia megjelenése. Ez utóbbi csökkent energiatranszferre utal az LHC II-ről a PS II felé. Az LHC I 730 nm-es fluoreszcenciájának dominanciáját az LHC II aggregáció következtében lecsökkent LHC II fluoreszcencia okozhatja és/vagy az, hogy az LHC II a gerjesztési energiáját a gránum frakcióban is jelenlévő LHC I-nek adja át.

Tehát a LM-nel kezelt növényekben megfigyelt nagymértékű fluoreszcencia kioltásban és a membránfrakciók fluoreszcencia emissziós spektrumainak változásaiban az együtt jelenlévő LHC II és LHC I komplexek illetve a makrogranális struktúrákba szerveződő LHC II komplexek kölcsönhatás-változásainak lehet szerepe.