Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Παναγιώτης Κυρίτσης Επίκ. Καθηγητής ΕΚΠΑ (Επιβλέπων), Βασίλειος Πετρουλέας Διευθυντής Ερευνών ΕΚΕΦΕ <<Δημόκριτος>>, Χριστιάννα Μητσοπούλου Καθηγήτρια ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Το φωτοσύστημα ΙΙ, είναι μεμβρανικό πολυπρωτεϊνικό συγκρότημα, το οποίο
καταλύει την φωτοεπαγόμενη διάσπαση του Η2Ο. Περιέχει εξειδικευμένες
προσθετικές ομάδες, όπως το σύμπλεγμα χλωροφυλλών Ρ680, μεταφορείς ηλεκτρονίων
και το σύμπλοκο διάσπασης του Η2Ο, Mn4CaΟ5. Ο καταλυτικός κύκλος περιλαμβάνει
τέσσερις οξειδωτικές μεταβάσεις: S0 > S1 > S2 > S3 > (S4) > S0. Κατά την
διάρκεια της σταδιακής απορρόφησης 4 φωτονίων, αφαιρούνται τα 4 e- και Η+ δύο
μορίων Η2Ο, οδηγώντας στον σχηματισμό μοριακού οξυγόνου. Σημαντικό ρόλο παίζει
η TyrΖ, λίγα όμως είναι γνωστά για τον τρόπο που συνεργάζεται με το σύμπλοκο
Mn4CaΟ5 στην διάσπαση του νερού.
Η εργασία επικεντρώθηκε στην διερεύνηση του ρόλου της TyrΖ. Παγιδεύτηκαν και
μελετήθηκαν με φασματοσκοπία EPR ενδιάμεσα των κρίσιμων μεταβάσεων S2 > S3 και
S3 > S0, τα οποία περιλαμβάνουν την ελεύθερη ρίζα TyrΖ σε αλληλεπίδραση με το
σύμπλοκο Mn4CaΟ5. Διαπιστώθηκαν τα εξής: Όταν η κατάσταση S2TyrZ παγιδεύεται
σε θερμοκρασίες > ca 233 K, η απόσπαση του πρωτονίου βρίσκεται σε εξέλιξη, σε
αντίθεση με την παγίδευση σε κρυογενικές θερμοκρασίες, οπότε το πρωτόνιο
παραμένει στην θέση του. Όσον αφορά τον ρόλο της TyrZ και το κανάλι διαφυγής
των πρωτονίων κατά την μετάβαση S2 > S3, τα αποτελέσματα συγκλίνουν μαζί με
αυτά της βιβλιογραφίας, στο ότι η TyrZ αποσπά ταυτόχρονα e- και Η+ από το
Mn4CaO5¬, το δε μονοπάτι διαφυγής του πρωτονίου είναι αυτό της Asn 298. Κατά
την S3 > S0 λειτουργεί το μονοπάτι του Asp 61. Παρουσία μεθανόλης λειτουργεί το
μονοπάτι του Asp 61 κατά την S2 > S3. Για να προχωρήσει το σύμπλοκο στην S3, θα
πρέπει η μεθανόλη να δώσει τη θέση της σε μόριο Η2Ο. Παγιδεύτηκε η κρίσιμη
κατάσταση S3TyrΖ και αυτό ανοίγει ιδιαίτερες προοπτικές στην κατανόηση του
μηχανισμού σχηματισμού οξυγόνου κατά το στάδιο S3 > S0. Πέρα από τα ανωτέρω, η
μεθοδολογία των πειραμάτων, που επιτρέπει την ακινητοποίηση βραχύβιων
μεταβατικών καταστάσεων, προσφέρει σημαντικές προοπτικές για την εφαρμογή
προηγμένων μεθόδων φασματοσκοπίας.
Λέξεις-κλειδιά:
Φωτοσύνθεση, Διάσπαση του Η2Ο, Φωτοσύστημα ΙΙ, Τυροσίνη Ζ, Πλειάδα Mn4CaO5
