Введение к работе
Актуальность темы. В растительных мембранах помимо огромного количества разнообразных процессов, протекающих в них, особое место занимают процессы фотосинтеза. Фотосинтез является одним из самых фундаментальных биохимических процессов, в силу того, что свет - это основной первичньш источник энергии для всех биологических систем.
Процессы фотосинтеза изучаются очень давно, однако, существует много нерешенных вопросов, связанных с функционированием и строением крупных полиферментных комплексов. Относительно недавно обнаружено явление функционального полиморфизма митохондрий и хлорогогастов. Рядом авторов показано, что под влиянием внешних воздействий можно качественно изменять работу полиферментных систем. Получены указания на то, что функциональные изменения сопровождаются конкретными структурными перестройками в мембранах митохондрий и тилакоидов. В этой связи с особой остротой ставится вопрос о возможных изменениях структуры мембран митохондрий и хлоропластов. Вопрос о природе структурных перестроек сопрягающих мембран, в частности мембран хлоропластов, пока остается открытым. Электронная микроскопия, ядерный магнитный резонанс обладают ограниченными возможностями.
Наиболее прямым методом изучения структуры отдельных молекул и относительно крупных макромолекулярных комплексов является дифракция рентгеновских лучей и нейтронов [1]. Дня исследования структуры некристаллических мембранных систем в полных суспензиях удобно использовать метод малоуглового рассеяния нейтронов (МУРН), который начал применяться для этих целей примерно с 1976.
Волновые свойства нейтронов особенно удобны для изучения таких объектов как мембраны тилакоидов и митохондрий. Важнейшей особенностью малоуглового рассеяния является возможность анализа внутренней структуры разупорядоченных систем. Его применение часто оказывается единственным способом получения прямой информации о структуре систем с хаотическим расположением неоднородностей
порядка 10" -10"4 см. Количество и качество подобной информации резко возрастает при направленном дейтерировании образцов.
Цель настоящей работы состоит в том, чтобы
1) показать возможности использования МУРН для определения структурных
параметров мембран тилакоидов;
2) исследовать влияние освещения на структуру мембран отдельных
тилакоидов.
Кроме того, целью исследования является изучение влияния освещения на структуру мембран тилакоидов в гранах.
Научная новизна. Впервые проведено структурное исследование одиночной мембраны тилакоида при освещении методом малоуглового рассеяния нейтронов. Впервые зафиксирована долгоживушая перестройка темповой мембраны при освещении, которая проанализирована в соответствии с двумя моделями.
Практическая важность работы. Выполненная работа имеет важное практическое значение. Разработаны новые экспериментальные подходы для структурных исследований фотосинтезируюших мембранных систем. Разработан метод получения стандартных образцов тилакоидных мембран, которые дают хорошо воспроизводимую картиігу рассеяния
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на семинарах института Физико-химической биологии им. А.Н.Белозерского, на семинарах Лаборатории Нейтронной Физики им. И.М.Франка (Дубна, Россия), на международной конференции "Bioenergetic" (Москва, Россия, декабрь 1995 год). Публикации. По результатам диссертации опубликовано 3 работы. Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, выводов, заключения и списка используемой литературы. Она содержит 118 страниц текста, включающего 19 рисунков, 15 таблиц и список литературы из 151 наименования. По теме работы выполнено три публикации.
