Open Access LMUIs bicarbonate in Photosystem II the equivalent of the glutamate ligand to the iron atom in bacterial reaction centers?X.WangauthorJ.CaoauthorP.MarotiauthorHans UlrichStilzauthorUlrichFinkeleauthorChristophLauterwasserauthorWolfgangZinthauthorDieterOesterheltauthorR.GovindjeeauthorC. A.WraightauthorPhotosystem II of oxygen-evolving organisms exhibits a bicarbonate-reversible formate effect on electron transfer between the primary and secondary acceptor quinones, QA and QB. This effect is absent in the otherwise similar electron acceptor complex of purple bacteria, e.g. Rhodobacter sphaeroides. This distinction has led to the suggestion that the iron atom of the acceptor quinone complex in PS II might lack the fifth and sixth ligands provided in the bacterial reaction center (RC) by a glutamate residue at position 234 of the M-subunit in Rb. sphaeroides,RCs (M232 in Rps. viridis). By site-directed mutagenesis we have altered GluM234 in RCs from Rb. sphaeroides, replacing it with valine, glutamine and glycine to form mutants M234EV, M234EQ and M234EG, respectively. These mutants grew competently under phototrophic conditions and were tested for the formate-bicarbonate effect. In chromatophores there were no detectable differences between wild type (Wt) and mutant M234EV with respect to cytochrome b-561 reduction following a flash, and no effect of bicarbonate depletion (by incubation with formate). In isolated RCs, several electron transfer activities were essentially unchanged in Wt and M234EV, M234EQ and M234EG mutants, and no formate-bicarbonate effect was observed on: (a) the fast or slow phases of recovery of the oxidized primary donor (P+) in the absence of exogenous donor, i.e., the recombination of P+QA− or P+QB−, respectively; (b) the kinetics of electron transfer from QA− to QB; or (c) the flash dependent oscillations of semiquinone formation in the presence of donor to P+ (QB turnover). The absence of a formate-bicarbonate effect in these mutants suggests that GluM234 is not responsible for the absence of the formate-bicarbonate effect in Wt bacterial RCs, or at least that other factors must be taken into account. The mutant RCs were also examined for the fast primary electron transfer along the active (A-)branch of the pigment chain, leading to reduction of QA. The kinetics were resolved to reveal the reduction of the monomer bacteriochlorophyll (τ = 3.5 ps), followed by reduction of the bacteriopheophytin (τ = 0.9 ps). Both steps were essentially unaltered from the wild type. However, the rate of reduction of QA was slowed by a factor of 2 (τ = 410 ± 30 and 47 ± 30 ps for M234EQ and M234EV, respectively, compared to 220 ps in the wild type). EPR studies of the isolated RCs showed a characteristic g = 1.82 signal for the QA semiquinone coupled to the iron atom, which was indistinguishable from the wild type. It is concluded that GluM234 is not essential to the normal functioning of the acceptor quinone complex in bacterial RCs and that the role of bicarbonate in PS II is distinct from the role of this residue in bacterial RCs.Physik1992-12-06Zeitschriftenartikel
  1. Die Autorin bzw. der Autor räumt der Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München für die Dauer der gesetzlichen Schutzfrist und räumlich unbeschränkt das einfache Recht ein, die elektronische Version des hochgeladenen Werkes einschließlich Abstract und Metadaten auf dem Repositorium „Open Access LMU“ öffentlich zugänglich zu machen und die hierfür erforderlichen Vervielfältigungen zu erstellen, insbesondere das Werk und/oder das Abstract und die Metadaten in elektronischen Datenbanken zu speichern und mittels digitaler oder anderweitiger Übertragungstechnik einer Vielzahl von Nutzern zur Verfügung zu stellen, sei es im Rahmen von Diensten, die einen Abruf des Nutzers voraussetzen oder in Diensten, bei denen die Nutzung auf Initiative des Repositoriums erfolgt, und zwar unter Einschluss sämtlicher Übertragungswege (Kabel, Funk, Satellit etc.) und Protokolle (TCP/IP, http, ftp etc.).
  2. Die Universitätsbibliothek kann die durch diesen Vertrag eingeräumten Rechte ganz oder teilweise auf Dritte übertragen und einfache Nutzungsrechte an andere Repositorien vergeben, ohne dass es hierzu meiner gesonderten Zustimmung bedarf.
  3. Die Autorin bzw. der Autor versichert, dass mit der elektronischen Veröffentlichung des Werkes keine Rechte Dritter verletzt werden und verpflichtet sich, die Universitätsbibliothek der LMU von allen Ansprüchen Dritter freizustellen, die sich aus der Verletzung eines Urheberrechts oder eines ausschließlichen Nutzungsrechtes durch die Veröffentlichung dieses Werkes auf dem Repositorium der Universitätsbibliothek der LMU ergeben. Die Autorin bzw. der Autor wird alle Kosten erstatten, die sich aus einer von ihr/ihm zu vertretenden Rechtsverletzung ergeben.
  4. Für den Fall, dass die Autorin bzw. der Autor nicht alleinige Autorin bzw. alleiniger Autor dieses Werkes ist, erklärt sie/er, dass sie/er von den Mitautorinnen und/oder Mitautoren bevollmächtigt ist, die oben genannten Nutzungsrechte einzuräumen.
  5. Die Autorin bzw. der Autor behält weiterhin die Nutzungsrechte an ihrem/seinem Werk und kann darüber auch anderweitig verfügen, soweit damit keine Einschränkung der Rechte verbunden ist, die sie/er der Universitätsbibliothek der LMU mit dieser Erklärung eingeräumt hat.

Indem Sie auf den Button "Dokument abschicken" klicken, stimmen Sie dieser Erklärung zu.