Разнообразие светозависимых генераторов энергии у экстремально алкалифильных микроорганизмов

У нового представителя экстремоалкалифилов, натроноархеи Natronolimnobius sulfurireducens AArc1, выделенной из со-довых озер Кулундинской степи, обнаружен родопсиноподобный пурпурный пигмент. Наличие каротиноидов в клетках AArc1 затрудняет определение пигмента родопсинового типа в клетках при помощи спектрального анализа. Методом им-пульсной спектроскопии, который позволяет выявлять даже следовые количества пигмента незаметные в спектре поглоще-ния, в суспензии клеток AArc1 обнаружены характерные спектральные изменения в полосе 570-580 нм (вблизи максимума поглощения родопсиновых белков), что соответствует ожидаемому при наличии фотоцикла. В полосе М-подобных интерме-диатов (405-410 нм) был заметен прирост оптической плотности, что убеждает в наличии фотоцикла родопсинового типа у этого микроорганизма. По данным импульсной спектроскопии родопсиноподобный пигмент AArc1 относится к пигментам «быстрого типа», которые, как бактериородопсин, обычно являются светозависимыми ионными помпами. При измерении трансмембранной разности потенциалов на сопрягающей мембране клеток AArc1 (после истощения в них субстратов в тем-ноте) обнаружены ответы на включение постоянного света, исчезающие при его выключении. Результаты свидетельствуют о работе светозависимой протонной помпы и указывают на возможную транспортную функцию родопсиноподобного пиг-мента у AArc1. Исследование зависимости показателя рН среды инкубации штамма AArc1 от засветки в присутствии и в отсутствие разобщителя-протонофора СССР показало, что обнаруженный родопсин является светозависимым протонным насосом. Добавка к суспензии 20 мкМ разобщителя-протонофора СССР, рассеивающего градиент протонов на мембранах, приводит к более чем троекратному снижению амплитуды светоиндуцированного закисления среды инкубации. Анализ нук-леотидной последовательности гена показал, что родопсиноподобный пигмент AArc1 имеет характерную для бактериоро-допсинов пространственную организацию. Интересно, что в отличие от известных бактериородопсинов, бактериородопсин AArc1 вместо консенсусного D96 содержит Y96, что, по-видимому, не приводит к утрате функции протонного насоса, тогда как у другого представителя экстремоалкалифилов, бактерии Cyclonatronum proteinivorum, выделенной из этого же ареала, пигмент родопсинового типа оказался натриевым насосом (Sorokin et al., 2018). Исследования поддержаны РФФИ, грант 17-04-02173.