Structural Study of the Light-Harvesting Complex LH2 from the Purple Sulfur Bacteria Ectothiorhodospira haloalkaliphila by Cryoelectronic Microscopy

A. D. Burtseva; Бурцева А. Д.; T. N. Baymukhametov; Баймухаметов Т. Н.; I. O. Ilyasov; Илясов И. О.; M. A. Bolshakov; Большаков М. А.; A. A. Moskalenko; Москаленко А. А.; K. M. Boyko; Бойко К. М.; A. A. Ashikhmin; Ашихмин А. А.

doi:10.31857/S0023476123600829

Исследования структуры светособирающего пигмент-белкового комплекса LH2 из пурпурной серной бактерии Ectothiorhodospira haloalkaliphila методом криоэлектронной микроскопии

Авторы: Бурцева А.Д.¹, Баймухаметов Т.Н.², Илясов И.О.¹, Большаков М.А.³, Москаленко А.А.³, Бойко К.М.¹, Ашихмин А.А.³
Учреждения:
1. Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН
2. Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
3. Институт фундаментальных проблем биологии РАН, Федеральный исследовательский центр “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН
Выпуск: Том 68, № 6 (2023)
Страницы: 881-887
Раздел: СТРУКТУРА МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
URL: https://rjmseer.com/0023-4761/article/view/673272
DOI: https://doi.org/10.31857/S0023476123600829
EDN: https://elibrary.ru/GBGIUU
ID: 673272

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Первичные процессы фотосинтеза у пурпурных фотосинтезирующих бактерий происходят в светособирающих комплексах (Light-Harvesting, LH). В состав комплекса LH2 входят полипептиды, бактериохлорофилл и в большинстве случаев каротиноиды. Известны три пространственные структуры комплексов LH2 из пурпурных несерных бактерий, однако для пурпурных серных бактерий структуры с высоким разрешением не установлены. Описываются структурные исследования двух светособирающих комплексов LH2 из пурпурной серной бактерии Ectothiorhodospira haloalkaliphila, проведенные методом криоэлектронной микроскопии. Получены изображения каротиноидсодержащего (LH2+) и бескаротиноидного (LH2–) вариантов комплекса, демонстрирующие характерную архитектуру объектов данного типа. Проведена трехмерная реконструкция LH2+ с разрешением 4.5 Å, совпадающая с ранее установленной кристаллической структурой. Для LH2– показано наличие частиц различной морфологии.

Список литературы

McDermott G. et al. // Nature. 1995. V. 374. P. 517. https://doi.org/10.1038/374517a0
Zuber H., Cogdell R.J. // Anoxygenic Photosynthetic Bacteria. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2004. V. 2. P. 315. https://doi.org/10.1007/0-306-47954-0_16
Bahatyrova S. et al. // Nature. 2004. V. 430. P. 1058. https://doi.org/10.1038/nature02823
Cogdell R.J. et al. // Quart. Rev. Biophys. 2006. V. 39. P. 227. https://doi.org/10.1017/S0033583506004434
Gabrielsen M. et al. // The Purple Phototrophic Bacteria. Dordrecht: Springer Netherlands, 2009. V. 28. P. 135. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8815-5_8
Moskalenko A.A., Karapetyan N.V. // Z. Naturforsch. C. 1996. B. 51. S. 763. https://doi.org/10.1515/znc-1996-11-1201
Scheer H. // Chlorophylls and Bacteriochlorophylls. Dordrecht: Springer Netherlands, 2006. V. 25. P. 1–26. https://doi.org/10.1007/1-4020-4516-6_1
Polyakov N.E., Leshina T.V. // Russ. Chem. Rev. 2006. V. 75. P. 1049. https://doi.org/10.1070/RC2006v075n12ABEH003640
Theiss C. et al. // Biophys. J. 2008. V. 94. P. 4808. https://doi.org/10.1529/biophysj.107.121681
Telfer A. et al. // Carotenoids. Basel: Birkhäuser Basel, 2008. V. 4. P. 265. https://doi.org/10.1007/978-3-7643-7499-0_14
Frank H.A., Polívka T. // The Purple Phototrophic Bacteria. Dordrecht: Springer Netherlands, 2009. V. 28. P. 213. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8815-5_12
Koepke J. et al. // Structure. 1996. V. 4. P. 581. https://doi.org/10.1016/S0969-2126(96)00063-9
Papiz M.Z. et al. // J. Mol. Biol. 2003. V. 326. P. 1523. https://doi.org/10.1016/S0022-2836(03)00024-X
Leiger K. et al. // J. Phys. Chem. B. 2019. V. 123. P. 29. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.8b08083
Ашихмин А.А. и др. // Докл. РАН. 2013. Т. 453. С. 563. https://doi.org/10.7868/S0869565213350235
Ashikhmin A. et al. // Photosynth. Res. 2014. V. 119. P. 291. https://doi.org/10.1007/s11120-013-9947-6
Imhoff J.F. // Anoxygenic phototrophic bacteria, in: B. Austin (Ed.), Methods in Aquatic Bacteriology. Chichester: Wiley, 1988. 1988. P. 425. https://doi.org/10.1017/S0025315400043393
Punjani A. et al. // Nat Methods. 2017. V. 14. P. 290. https://doi.org/10.1038/nmeth.4169
Zheng S.Q. et al. // Nat Methods. 2017. V. 14. P. 331. https://doi.org/10.1038/nmeth.4193
Punjani A. et al. // Nat Methods. 2020. V. 17. P. 1214. https://doi.org/10.1038/s41592-020-00990-8
Pettersen E.F. et al. // J. Comput. Chem. 2004. V. 25. P. 1605. https://doi.org/10.1002/jcc.20084
Gardiner A.T. et al. // Sci. Adv. 2021. V. 7. P. eabe4650. https://doi.org/10.1126/sciadv.abe4650