Heterogeneity of carotenoid content and composition in LH2 of the purple sulphur bacterium Allochromatium minutissimum grown under carotenoid-biosynthesis inhibition

Abstract

The effects brought about by growing Allochromatium (Alc.) minutissimum in the presence of different concentrations of the carotenoid (Car) biosynthetic inhibitor diphenylamine (DPA) have been investigated. A decrease of Car content (from approximately 70% to >5%) in the membranes was accompanied by an increase of the percentage of (immature) Cars with reduced numbers of conjugated C=C bonds (from neurosporene to phytoene). Based on the obtained results and the analysis of literature data, the conclusion is reached that accumulation of phytoene during inhibition did not occur. Surprisingly, DPA inhibited phytoene synthase instead of phytoene desaturase as generally assumed. The distribution of Cars in peripheral antenna (LH2) complexes and their effect on the stability of LH2 has been investigated using absorption spectroscopy and HPLC analysis. Heterogeneity of Car composition and contents in the LH2 pool is revealed. The Car contents in LH2 varied widely from control levels to complete absence. According to common view, the assembly of LH2 occurs only in the presence of Cars. Here, we show that the LH2 can be assembled without any Cars. The presence of Cars, however, is important for structural stability of LH2 complexes.

Bacteriochlorophyll interaction with singlet oxygen in membranes of purple photosynthetic bacteria: does the protective function of carotenoids exist?

“…vinosum МГУ, чем в контроле. Данный эффект может быть связан с потерей стабильности структуры комплекса LH2 в отсутствие каротиноидов [10]. Таким образом, мы получили результаты, которые свидетельствуют о том, что БХл в бескаротиноидных образцах у трёх видов бактерий был более устойчив к действию синглетного кислорода по сравнению с БХл контрольных образцов.…”

Ultrafast time-resolved spectroscopy of the light-harvesting complex 2 (LH2) from the photosynthetic bacterium Thermochromatium tepidum

“…The heterogeneity of Cars bound into LH2 complex was also observed for other representatives of Chromatiaceae such as Alc. minutissimum (Makhneva et al 2008).…”

LH2 complexes (B800-850 AND B800-830) are assembled in the cells of sulfur bacterium Thiorhodospira sibirica, strain Kir 3, without any carotenoids

“…Ранее в нашей лаборатории было показано, что у некоторых серных бактерий возможна сборка комплексов LH2 без участия каротиноидов [7,8]. В этих работах был использован метод ингибирования биосинтеза каротиноидов с помощью дифениламина (ДФА).…”

“…vinosum, штамм МГУ (старое название Alc. [8,9]. Поэтому представляло интерес провести поиск других бактерий, у которых ДФА способен полностью подавлять биосинтез каротиноидов.…”

“…Выделенные мембраны и комплексы хранили при температуре -18 °C. Анализ каротиноидов проводили методом ВЭЖХ [8,9,12]. Спектры поглощения регистрировали при комнатной температуре на спектрофотометре Cary 50, а спектры флуоресценции (800-870 нм) и возбуждения флуоресценции -на спектрофлуориметре Cary Eclips.…”