Карбоангідразна активність чинника спряження CF₁, ізольованого з хлоропластів шпинату

Abstract

Дослiджено карбоангiдразну активнiсть чинника спряження CF₁ — каталiтичної частини АТФ-синтазного комплексу хлоропластiв. Чистоту препарату CF₁, що видiляли стандартним методом з iзольованих хлоропластiв шпинату, перевiряли електрофоретичним аналiзом у нативних та денатуруючих умовах (система Леммлi). Властивостi отриманого препарату вiдповiдали лiтературним даним щодо CF₁: полiпептид складався з 5 типiв субодиниць з вiдповiдною молекулярною масою та за наявностi iонiв Mg²⁺ або Ca²⁺ каталiзував реакцiю гiдролiзу АТФ. Пiд час аналiзу iзольованого препарату CF₁ в нативному гелi з використанням pH-iндикатора бромтимолового синього доведено, що в буферному розчинi, який насичували CO₂, у мiсцях локалiзацiї CF₁ колiр полiпептидної зони змiнюється з синього на жовтий, що свiдчить про активацiю конверсiї вуглекислого газу з утворенням бiкарбонату та протонiв. Зроблено висновок, що iзольований CF₁ крiм АТФазної активностi має також карбоангiдразну активнiсть. Розглядається ймовiрна роль карбоангiдразної активностi в механiзмi синтезу–гiдролiзу АТФ, що каталiзується АТФ-синтазою.

Исследована карбоангидразная активность сопрягающего фактора CF₁ — каталитической части АТФ-синтазного комплекса хлоропластов. Чистоту препарата CF₁, выделенного стандартным методом из изолированных хлоропластов шпината, тестировали электрофоретическим анализом в нативных и денатурирующих условиях в системе Лэммли. Свойства полученного препарата соответствовали литературным данным для CF₁: полипептид состоял из 5 типов субъединиц с соответствующей молекулярной массой и в присутствии ионов Mg²⁺ или Ca²⁺ катализировал реакцию гидролиза АТФ. При анализе изолированного препарата CF₁ в нативном геле с помощью pH-индикатора бромтимолового синего показано, что при погружении геля в буферный раствор, насыщенный CO₂, в местах локализации CF₁ цвет полипептидной зоны меняется с синего на желтый, что указывает на активацию конверсии углекислого газа с образованием бикарбоната и протонов. Сделан вывод, что изолированный CF₁ наряду с АТФазной имеет также карбоангидразную активность. Обсуждается возможная роль карбоангидразной активности в механизме синтеза–гидролиза АТФ, катализируемых АТФ-синтазой.

The aim of the work was to determine the carbonic anhydrase (CA) activity of coupling factor CF₁ — catalytic part of ATPsyntase complex from chloroplasts. The purity of CF₁ prepared by the standard method from spinach chloroplasts was tested by electrophoretic analysis under native and denaturing conditions in the Laemmli system. The properties of the obtained preparation correspond to the literature data for CF₁: polypeptide consists of 5 types of subunits with appropriate molecular masses and catalyzes ATP hydrolysis in the presence of Mg²⁺ or Ca²⁺. The analysis of the isolated preparation of CF₁ in the native gel with a pH indicator bromothymol blue was shown that, when the gel was immersed in a buffer solution saturated with CO₂, the color of the polypeptide zone with CF₁ changed from blue to yellow, indicating the activation of carbon dioxide conversion into bicarbonate and protons. Data obtained in this study allow us to conclude that the isolated CF₁ along with ATPase has also the carbonic anhydrase activity. A possible role of the CA-activity in the mechanisms of ATP synthesis-hydrolysis catalyzed by ATP synthase is discussed.