Альфа-линоленовая суша и эйкозапентаеновый океан: возможные причины различий жирнокислотного состава основных продуцентов
М.И. Гладышев1,2, В.Е. Гусейнова2, Н.Н. Сущик1,2
1Красноярский научный центр СО РАН, Институт биофизики СО РАН, Красноярск, Россия
glad@ibp.ru
2Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
vguseynova@sfu-kras.ru
Ключевые слова: эйкозапентаеновая кислота, альфа-линоленовая кислота, моногалактозилдиацилглицериды, конические не-бислойные липиды, световая и температурная адаптация, ксантофилловый цикл, фотосинтетические мембраны
Страницы: 1-29
Аннотация
Предложено экологическое объяснение причин преобладания эйкозапентаеновой кислоты (20:5n-3, ЭПК) в липидах основных продуцентов водных экосистем - диатомовых водорослей и альфа-линоленовой кислоты (18:3n-3, АЛК), в липидах основных продуцентов наземных экосистем - семенных растений. Уникальной особенностью фотосинтетических мембран является наличие в них конических не-бислойных липидов моногалактозилдиацилглицеридов (МГДГ), отсутствующих как в других мембранах растительных клеток, так и в мембранах клеток животных. Свойства не-бислойности (способность к формированию инвертированной конической формы) молекулам МГДГ придают ацильные цепи полиненасыщенных жирных кислот, тогда как с насыщенными цепями эти молекулы превращаются в обычный цилиндрический бислойный липид. МГДГ, являясь структурными липидами мембраны, обеспечивают ее важнейшие физико-химические свойства, часто обобщенно определяемые как “текучесть”, такие как скорость вращения молекул, диффузия, проницаемость, свободный объем, дефекты упаковки, латеральное давление и изгибное напряжение, от которых зависит эффективность функционирования мембранных белков. Главной экологической особенностью диатомей и других морских и пресноводных водорослей “красной” эволюционной линии, отличающей их от зеленых растений, является фотосинтез при быстром изменении интенсивности света в условиях циркуляции в перемешиваемом поверхностном слое водной толщи или в приливно-отливном цикле в литорали. Основные способы световой адаптации зеленых растений - изменение морфологии хлоропластов, а также числа и структуры светособирающих комплексов и их антенн, являются слишком медленными для подобных морских условий. Световая адаптация диатомей достигается за счет быстрой работы ксантофиллового цикла (КЦ) и нефотохимического тушения, в разы превышающих быстродействие аналогичных процессов у представителей “зеленой” эволюционной линии. Решающее значение для эффективного функционирования КЦ имеет наличие достаточного количества конических не-бислойных структурных липидов, а именно МГДГ, обеспечивающих солюбилизацию ксантофиллов и внедрение деэпоксидазы в мембрану. Вероятно, ЭПК в составе МГДГ диатомей имеет ключевое значение для быстрой работы КЦ, придавая молекулам структурных липидов необходимую инвертированную коническую форму, которая не может быть в полной мере обеспечена менее ненасыщенной короткой цепью АЛК.
DOI: 10.15372/SEJ20260101 |
