Современные представления о функциональной роли каротиноидов в хлоропластах эукариот

В. Г. Ладыгин. Г. Н. Ширшикова

Институт фундаментальных проблем биологии РАН
142290 Пущино, московская область
e-mail:   ladyginv@rambler.ru

Поступила в редакцию 11.08.2005 г

Рассмотрено современное состояние проблемы функциональной роли каротиноидов в хлоропластах водорослей и высших растений. Показано, что основными функциями каротиноидов являются фотозащитная, светособирающая, структурная, а также участие в фотохимических процессах фотосистем I и II. Такие ксантофиллы, как неоксантин, фукоксантин, перидинин и аллоксантин, имеющие алленовую или ацетиленовую связь, выполняют в основном светособирающую функцию. Они передают поглощенную энергию света на хлорофилл b. Другие ксантофиллы, занимающие строго специфические локусы внутри светособирающих хлорофилл-а/b-белковых комплексов фотосистем, выполняют либо структурную роль (лютеин) либо фотозащитную (зеаксантин, антераксантин, виолаксантин). При избыточном освещении в присутствии кислорода каротиноиды ксантофилловых циклов предохраняют хлорофиллы и липиды фотосинтетических мембран от фотодеструкции. В хлоропластах эукариот обнаружено три типа ксантофилловых циклов: виолаксантиновый, лютеин-5,6-эпоксидный и диадиноксантиновый. В данной работе рассмотрены и детально обсуждены сходства и различия реакций эпоксидации и деэпоксидации этих циклов. Показана специфика распределения ксантофилловых циклов среди высших растений, пресноводных и морских водорослей.