Лаборатория молекулярной фотобиологии: Группа изучения механизмов фотобиосинтеза хлорофилла

Группа была создана в 1971 году в рамках кафедры физико-химической биологии Биологического факультета МГУ. На начальном этапе научная работа была сконцентрирована на проблеме изучения структуры и функции фотосинтетических пигментов. Ф.Ф. Литвиным и его учениками. Была изучена система нативных форм хлорофилла и других пигментов, их спектроскопия, участие в переносе энергии квантов (В.А. Синещеков, Б.А. Гуляев, Н.В. Корнеева, Г.Т. Рихирева), фотопроводимости (В.И. Звалинский), фотохемилюминесценции (А.А. Красновский, В.А. Шувалов) и выделения кислорода при фотосинтезе (Хэ-и-Тань, Е.И. Ефимцев). Особое внимание было уделено биосинтезу нативных форм хлорофилла в листьях растений, механизму его заключительных фотохимических связей (О.Б. Беляева). Комплекс работ по спектроскопическим исследованиям пигментного аппарата фотосинтеза был отмечен Государственной премией СССР в 1988 году.

Исследования структурно-функциональной организации и биогенеза пигментных фоторецепторных систем позволили выяснить последовательность реакций заключительной фотохимической стадии биосинтеза хлорофилла in vivo и предложить сложные разветвленные схемы световых и темновых реакций, ведущих к образованию основных форм хлорофилла реакционных центров фотосистемы II и светособирающего комплекса. Удалось проследить заключительную стадию биосинтеза хлорофилла по спектрам флуоресценции, измеряемым непосредственно в ходе процесса при физиологических температурах (В.Т. Дубровский, Ф.Ф. Литвин, 2008). При исследовании механизма фотовосстановления предшественника хлорофилла – протохлорофиллида in vivo и в модельных системах было обнаружено, что процесс осуществляется через ряд промежуточных стадий с образованием короткоживущих нефлуоресцирующих интермедиатов свободнорадикальной природы (Беляева, Литвин, 2009, 2014).

В последнее время основными направлениями исследований О.Б. Беляевой стали изучение механизмов долговременной адаптации растений к изменениям световых условий и механизмов регуляции биосинтеза хлорофилла с участием фоторецепторов фитохромов.

Основные направления исследований:

Изучение механизма заключительной фотохимической стадии биосинтеза хлорофилла в листьях растений и в модельных системах с помощью спектральных методов. Изучение роли пигментов-фоторецепторов в регуляции биосинтеза (прото)хлорофиллов.

Механизм фотовосстановления предшественника хлорофилла – протохлорофиллида in vivo

Основные методы работы:

Спектральные методы - низкотемпературные спектры поглощения, флуоресценции и возбуждения флуоресценции. Измерения флуоресценции пигментов проводятся на высокочувствительном спектрофлуориметре Horiba Jobin-Yvon FluoroМax-4P, поставленного в рамках Программы развития МГУ.

Список статей

  1. Belyaeva, O. B., Sundqvist, C., & Litvin, F. F. (2000). Nonpigment components of the photochlorophyllide photoactive complex: studies of low-temperature blue-green fluorescence spectra. Membrane & cell biology, 13(3), 337-345.
  2. Belyaeva, O. B., & Litvin, F. F. (2007). Photoactive pigment-enzyme complexes of chlorophyll precursor in plant leaves. Biochemistry (Moscow), 72(13), 1458-1477.
  3. Беляева О.Б. (2009) Светозависимый биосинтез хлорофилла, БИНОМ. Лаборатория знаний Москва, 232 с.
  4. Belyaeva, O. B., & Litvin, F. F. (2014). Mechanisms of phototransformation of protochlorophyllide into chlorophyllide. Biochemistry (Moscow), 79(4), 337-348.
  5. Kochetova, G. V., Belyaeva, O. B., Gorshkova, D. S., Vlasova, T. A., Bassarskaya, E. M., Zhigalova, T. V., & Avercheva, O. V. (2018). Long-term acclimation of barley photosynthetic apparatus to narrow-band red and blue light. Photosynthetica, 56(3), 851-860.
  6. Sineshchekov, V. A., & Belyaeva, O. B. (2019). Regulation of chlorophyll biogenesis by phytochrome A. Biochemistry (Moscow), 84(5), 491-508.

Состав группы

Руководитель группы профессор, д.б.н. Ф. Ф. Литвин
Ведущий научный сотрудник
 д.б.н. О. Б. Беляева

Комнаты №№: 182, 186