Caracterización del citocromo b-559 de cloroplastos de espinaca localización y función en la cadena fotosintética de transporte de electrones

Abstract

En este trabajo se ha abordado el estudio de la localización y función del citocromo b-559 en la cadena fotosintética de transporte de electrones. En primer lugar, se ha llevado a cabo una caracterización, sobre todo desde el punto de vista redox y acido-base, de este citocromo en partículas del fotosistema II. Los resultados obtenidos en este sentido, así como los extraídos de la purificación y el análisis de algunas propiedades físico-químicas de esta proteína, nos ha permitido establecer que este citocromo es una única especie molecular que puede existir como dos pares interconvertibles con diferente potencial de oxido-reducción: uno de alto potencial lábil y protonado y otro de bajo potencial estable y desprotonado. Asimismo, hemos caracterizado la estabilidad diferencial de las formas oxidada y reducida del par de alto potencial. Nuestros experimentos, en fin, nos han permitido cerrar el ciclo redox y acido-base de este citocromo, consiguiendo todas las transformaciones posibles entre las cuatro formas de los dos pares. Por otra parte, el problema de la localización ha sido abordado, en cloroplastos, mediante el estudio comparativo del efecto de agentes inhibidores muy específicos y desacoplantes sobre los cambios redox inducidos por luces selectivas de los fotosistemas I y II en los citocromos F y b-559. Los resultados obtenidos permiten concluir que el citocromo b-559 es reducido por el fotosistema II a través de QA, QB y plastoquínona; y que se oxida por el fotosistema I, interviniendo en esta oxidación la plastocianína y, muy probablemente, el citocromo F. Además, los resultados obtenidos con desacoplantes sugieren que este citocromo se encuentra implicado en el sitio de acoplamiento de la cadena lineal de transporte de electrones. En definitiva, la conclusión final de este trabajo es que el citocromo b-559 se encuentra localizado en la cadena principal de transporte de electrones entre la plastoquinona y la plastocianina. En este trabajo se ha pretendido, básicamente, estudiar la posible participación del citocromo b-559 en la traducción de energía redox en energía ácido-base durante el transporte no-cíclico de electrones. Para ello, en primer lugar, se han estudiado las propiedades redox y ácido-base del citocromo b-559 en preparaciones de partículas del fotosistema II, caracterizando los pares de alto y bajo potencial del citocromo, en sus formas oxidada y reducida, mediante el estudio de los potenciales redox de ambos pares y su dependencia respecto al pH, de su estabilidad ante el tratamiento con diferentes agentes, de la interconvertibilidad entre ambos pares, etc. En segundo lugar, se ha investigado en cloroplastos la localización del citocromo b-559 en la cadena fotosintética de transporte de electrones mediante el análisis comparativo de los cambios redox inducidos por luces selectivas de los fotosistemas I y II en los citocromos b-559 y f, estudiandoademás el efecto de diversos agentes desacoplantes e inhibidores del flujo electrónico fotosintético sobre dichos cambios. Se ha completado esta parte con el estudio de las fotorreacciones del citocromo b-559 en partículas del fotosistema II. Por último, se ha purificado el citocromo b-559 a partir de cloroplastos y partículas del fotosistema II con objeto de determinar si existen una o más especies de citocromo. Con el citocromo purificado, se ha estudiado, además, la interconvertibilidad entre ambos pares de potencial.