Вплив важких металiв на фотосинтез

Abstract

Огляд присвячений впливу важких металів на функціонування фотосинтетичного апарату. Наведено дані про неспецифічні та специфічні реакції клітин на металоіндукований стрес. Розглянуто вплив важких металів на пігментний апарат, транспорт електронів, активність ферментів циклу Кальвіна. Найчутливішою ділянкою фотосинтетичного електронтранспортного ланцюга до впливу важких металів є фотосистема II. На підставі результатів експериментів, проведених in vitro, встановлено місця дії важких металів з донорного й акцепторного боків фотосистеми II. Дослідженням кінетики реокиснення QA – доведено, що важкі метали залежно від їх редокс-потенціалу по-різному впливають на перенесення електронів між QA і QВ. Більш електронегативні метали (Zn²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺) інгібують його, більш електропозитивні (Сu²⁺, Hg²⁺) — прискорюють.

Обзор посвящен влиянию тяжелых металлов на функционирование фотосинтетического аппарата. Приведены данные о неспецифических и специфических реакциях клеток на металлоиндуцированный стресс. Рассмотрено влияние тяжелых металлов на пигментный аппарат, транспорт электронов, активность ферментов цикла Кальвина. Наиболее чувствительным участком фотосинтетической электронтранспортной цепи к влиянию тяжелых металлов является фотосистема II. На основании результатов экспериментов, проведенных in vitro, установлены места действия тяжелых металлов на донорной и акцепторной сторонах фотосистемы II. Исследованиями кинетики реокисления QA – доказано, что тяжелые металлы в зависимости от их редокс-потенциала влияют на перенос электронов между QA и QB по-разному. Более электроотрицательные металлы (Zn²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺) ингибируют его, а более электроположительные (Сu²⁺, Hg²⁺) — ускоряют.

Effect of heavy metals on photosynthesis has been presented in this review. Specific and non-specific cell responses are induced under heavy metal stress. The influence of heavy metals on pigment apparatus, electron transport, enzyme activity has been discussed. Photosystem II is one of the most sensitive part of the photosynthetic electron-transport chain under heavy metal stress. The sites of heavy metal action on donor and acceptor side of photosystem II was determined on the basis of in vitro experimental results. Investigation of chlorophyll fluorescence dark-relaxation kinetics showed that heavy metals effect in different way on electron transport between QA and QB. More electronegative metals (Zn²⁺, Cd²⁺ and Pb²⁺) inhibit electron transfer between QA and QB and more electropositive — (Cu²⁺ and Hg²⁺) exhibit stimulatory action.