Измерение флуоресценции ФС-2

Ещё одним из наиболее достоверных методов определения функциональной активности ФС-2 является метод измерения флуоресценции. Пигменты фотосинтетического аппарата поглощают энергию света, часть высвечивается обратно в виде флуоресценции или рассеивается в виде тепла. При комнатной температуре в спектре флуоресценции наблюдается преимущественно полоса при 685 нм, принадлежащая антенному хлорофиллу а ФС-2. (Кизимирко Ю. В., 2006)

Молекула П680, входящая в состав реакционного центра ФС-2, в возбужденном состоянии является первичным донором электрона для акцептора Qa. Реакционный центр находится в открытом состоянии, когда молекула П680 окислена, а хиноновый акцептор Qa восстановлен. После появления первичной пары П680⁺Фео^- происходит восстановление П680⁺ от вторичных доноров. В результате РЦ оказывается состоянии П680Qa, называемое закрытым (Goh, Schreiber, Hedrich et al., 1999; Renger, 1992). Эти состояния характеризуются разным выходом флуоресценции (в закрытом состоянии флуоресценция максимальна, а в открытом - минимальна).

Разность между максимальным и минимальным выходом флуоресценции называется переменной флуоресценцией. Было установлено, что под действием света происходит восстановление первичного акцептора Q_A и выход флуоресценции возрастает от начального уровня (F_o) до максимального уровня (Fm), т.е. возникает так называемая переменная флуоресценция (Fv = Fm — F_o).Эта величина пропорциональна той части энергии света, которая используется в фотохимических реакциях фотосинтеза при открытых реакционных центрах ФС-2 и теряется в виде флуоресценции и тепла при закрытых реакционных центрах. Для расчета данных, полученных в ходе измерения следует брать одно из важнейших соотношений Fv/Fm, т.е. отношение интенсивностей переменной и максимальной флуоресценции. (Ланкин А.В. с соавт., 2014) Это отношение равно квантовому выходу использования энергии света открытыми РЦ ФС-2. По изменению этой величины можно судить о потенциальной эффективности первичных процессов фотосинтеза в ФС-2. Этот параметр флуоресценции, как показатель состояния и эффективности функционирования фотосинтетического аппарата, широко используется в фундаментальных и прикладных исследованиях. (Antalandal., 1998), (G. H. Krause, E. Weis, 1991).

Измерение флуоресценции проводилось для препаратов изначально адаптированных к темноте. Расчеты были проведены исходя из данных графика флуоресценции (рис.8).

Рис. 8. График флуоресценции ФС-2.

Fm- максимальный квантовый выход флуоресценции;

Fv- зачение переменной флуоресценции;

Fo- начальный уровень флуоресценции;

Отношение интенсивностей переменной и максимальной флуоресценции составило 0,744. Из других источников известно, что максимальный квантовый выход у листа растения составлял 0,83.(Лукаткин А. С. с соавт., 2009). Таким образом, полученные нами BBY частицы обладают довольно высоким показателем максимального квантового выхода фотохимии ФС-2и этот показатель, в совокупности с данными о фотосинтетическом выделении кислорода этим препаратом, свидетельствует о хорошей функциональной активности образца, достаточной для дальнейшей процедуры выделения белков PsbP и PsbQ.