Mechanism of inhibition of the oxygen-evolving complex of photosystem II by lanthanide cations

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The process of the interaction of La3+and Tb3+ cations with the Ca-binding site of the oxygen-evolving complex of photosystem II samples depleted of calcium has been studied. The binding of cations to the Ca-binding site is irreversible and the bound cations cannot be washed out or replaced by Ca2+ cation. A feature of lanthanides to bind strongly to the Ca-binding site has been used to investigate if the bound Ln3+ cation has an effect on the high-affinity Mn-binding site of the oxygen-evolving complex. Therefore, in this work, hydroquinone was used for the extraction of manganese cations from the oxygen-evolving complex of the calcium-depleted photosystem II membranes with the Ca-binding site blocked by La3+ or Tb3+ and the activity of the high-affinity site was then examined using exogenous electron donors (Mn2+ + H2O2) and 1,5-di-phenylcarbazide. It was found that lanthanide cation bound to the Ca-binding site can significantly inhibit the oxidation rates of electron donors through the high-affinity Mn-binding site. The mechanism of the observed effect is discussed.

作者简介

E. Lovyagina

Lomonosov Moscow State University

Email: elena.lovyagina@gmail.com
Moscow, Russia

A. Loktyushkin

Lomonosov Moscow State University

Email: elena.lovyagina@gmail.com
Moscow, Russia

N. Vasiliev

Lomonosov Moscow State University

Email: elena.lovyagina@gmail.com
Moscow, Russia

B. Semin

Lomonosov Moscow State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: elena.lovyagina@gmail.com
Moscow, Russia

参考

  1. Y. Umena, K. Kawakami, J.-R. Shen, et al., Nature, 473, 55 (2011). doi: 10.1038/nature09913
  2. M. Suga, F. Akita, K. Hirata, et al., Nature, 517, 99 (2015). doi: 10.1038/nature13991
  3. J. P. McEvoy and G. W. Brudvig, Chem. Rev., 106(11), 4455 (2006). doi: 10.1021/cr0204294
  4. C. J. Kim and R. J. Debus, Biochemistry, 56, 2558 (2017). doi: 10.1021/acs.biochem.6b01278
  5. E. Y. Tsui, R. Tran, J. Yano, et al., Nature Chem., 5, 293 (2013). doi: 10.1038/nchem.1578
  6. M. Shamsipur and A. Pashabadi, Coord. Chem. Rev., 374, 153 (2018). doi: 10.1016/j.ccr.2018.07.006
  7. K. Saito, M. Nakagawa, M. Mandal, et al., Photosynth. Res., 148, 153(2021). doi: 10.1007/s11120-021-00846-y
  8. T. Ono and Y. Inoue, Biochim. Biophys. Acta, 1020, 269 (1990). doi: 10.1016/0005-2728(90)90157-Y
  9. T. Ono and Y. Inoue, FEBS Lett., 227, 147 (1988). doi: 10.1016/0014-5793(88)80886-X
  10. T. Ono and Y. Inoue, Biochim. Biophys. Acta, 850, 380 (1986). doi: 10.1016/0005-2728(86)90194-5
  11. J. S. Vrettos, D. A. Stone, and G. W. Brudvig, Biochemistry, 40, 7937 (2001). doi: 10.1021/bi010679z
  12. D. F. Ghanotakis, G. T. Babcock, and C. F. Yocum, FEBS Lett., 167, 127 (1984a). doi: 10.1016/0014-5793(84)80846-7
  13. D. F. Ghanotakis, G. T. Babcock, and C. F Yocum, Biochim. Biophys. Acta, 809, 173 (1985). doi: 10.1016/0005-2728(85)90060-X
  14. T. Ono, J. Inorg. Biochem., 82, 85 (2000). doi: 10.1016/S0162-0134(00)00144-6
  15. C. M. Waggoner and C. F Yocum, in: Current Research in Photosynthesis, Ed. by M. Baltscheffsky (Springer, Dordrecht, Netherlands, 1990), pp. 733-736. doi: 10.1007/978-94-009-0511-5_167
  16. M. Epstein, J. Reuben, and A. Levitzki, Biochemistry, 16, 2449 (1977).
  17. E. R. Lovyagina, A. V. Loktyushkin, and B. K. Semin, J. Biol. Inorg. Chem., 26, 1 (2021). doi: 10.1007/s00775-020-01832-w
  18. D. F Ghanotakis and G. T. Babcock, FEBS Lett., 153, 231 (1983). doi: 10.1016/0014-5793(83)80154-9
  19. R. J. Porra, W. A. Tompson, and P. E. Kriedemann, Biochim. Biophys. Acta, 975, 384 (1989). doi: 10.1016/S0005-2728(89)80347-0
  20. D. F. Ghanotakis, G. T. Babcock, and C. F. Yocum, Biochim. Biophys. Acta, 765, 388 (1984б). doi: 10.1016/0005-2728(84)90180-4
  21. Q. Xu and T. M. Bricker, J. Biol. Chem., 267, 25816 (1992). doi: 10.1016/S0021-9258(18)35683-7
  22. J. M. Armstrong, Biochim. Biophys. Acta, 86, 194 (1964). doi: 10.1016/0304-4165(64)90180-1
  23. B. K. Semin, L. N. Davletshina, and A. B.Rubin, Photosynth. Res., 125, 95 (2015). doi: 10.1007/s11120-015-0155-4
  24. P. J. Nixon and B. A. Diner, Biochemistry, 31, 942 (1992). doi: 10.1021/bi00118a041
  25. K. A. Campbell, D. A. Force, P. J. Nixon, et al., J. Am. Chem. Soc., 122, 3754 (2000). doi: 10.1021/ja000142t
  26. B. K. Semin, M. L. Ghirardi, and M. Seibert, Biochemistry, 41, 5854 (2002). doi: 10.1021/bi0200054
  27. H. Inoue and T. Wada, Plant Cell Physiol., 28, 767 (1987). DOI: 10.1093/ oxfordjournals.pcp.a077357
  28. A. Boussac, M. Picaud, and A.-L. Etienne, Photobiochem. Photobiophys., 10, 201 (1986).
  29. B. K. Semin, L. N. Davletshina, A. Yu. Aleksandrov, et al., Biochemistry (Moscow), 69, 410 (2004). doi: 10.1023/B:BIRY.0000022066.38297.8a
  30. C. W. Hoganson, D. F. Ghanotakis, G. T. Babcock, et al., Photosynth. Res., 22, 285 (1989). doi: 10.1007/BF000 48306
  31. A.-F. Miller and G. W. Brudvig, Biochemistry, 29, 1385 (1990). doi: 10.1021/bi00458a007
  32. B. K. Semin, L. N. Davletshina, M. Seibert, et al., J. Photochem. Photobiol. B: Biology, 178, 192 (2018). doi: 10.1016/j.jphotobiol.2017.11.016
  33. V. N. Kurashov, E. R. Lovyagina, D. Yu. Shkolnikov, et al., Biochim. Biophys. Acta, 1787, 1492 (2009). doi: 10.1016/j.bbabio.2009.07.002
  34. B. Loll, J. Kern, W. Saenger, et al., Biochim. Biophys. Acta, 1767, 509 (2007). doi: 10.1016/j.bba-bio.2006.12.009
  35. N. Mizusawa and H. Wada, Biochim. Biophys. Acta, 1817, 194 (2012). doi: 10.1016/j.bbabio.2011.04.008

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».