Termolumineszcencia WHUPROXPLQHV]FHQFL PHJYLOiJtWR
MHOHQVp
YDJ
HOVVRUED
NULVWiO\RNED pYHNE %
EHVXJiU]R
p
PLQW
DPLNR'
D
MHOHQVpJ
V|WpWEH
V]LOiUGWHVWHNU
NRPSOH
V]iUPD]LN &
7/
SO
VRUi
W|UWpQ IHOPHOHJtWpV
iVYiQ\RN
ELROyJLD
UHQGV]HUHNEH
5(
Np*
%R\O )
DPHO\QH
IpQ +
MHOOHP] LV
VRUi
G
IpQ\
HO]HWHVHQ ERFVi
NL (]
PHJILJ\HOKHW DPLQyVDY
MHOHQVp
NLERFViWiVi,
HJ
ILJ\HOW )
HOV
OHtUiV !"!$#
PH -
V|WpWEH.
HV PHOHJtWHWW
gyémánt esetén. ) DONDOPD]iV /10 HUOHWHL
• dozimetria (rDGLRDNWt2 •
DUFKHROyJLD /
•
JHROyJLD /
•
pOHOPLV]H6
•
V]LOiUGWHVWH:
VXJiU]iV0
NRUPHJKDWiUR]i 3
NRUPHJKDWiUR]i 3 PLQVp 8
PpU V]HPpO\/
pJHWH040
ILDWD 7
HOOHQU]p 3
GR]LPpWHUHNEHQ
FVHUpSHGpQ\HNQpO QpKiQ 5
N]HWHNQpO QpKiQ 5
LRQL]iO 9
H]H6
Wt]V]i]H]H6
pYH 3
VXJiU]iVVD 710 |UWpQ WDUWyVtWi 3
FVDSGDiOODSRWDLQDNV]HQQ\H]LQH:;2
pYH 3
LGWDUWDPUD
LGWDUWDPUD
NLPXWDWiViUD
L]VJiODWD
• elektrontranszport vizsgálatok fotoszintetikus rendszerekben
A termolumineszcencia értelmezéséhez általános esetben egy három energiaszinttel UHQGHONH] UHQGV]H6=< HOWpWHOH]pV > FVDSGDiOODSRW ?
)pQ 5
YDJ 5
V]NVpJHV ?A@
KiURB
HQHUJLDV]LQ0
Pi 3E3 XJiU]iVVD 7F0 |UWpQ
JHUMHV]Wp 3
DC
DODS D
JHUMHV]WH0 0
KDWiViU GHG
UHQGV]H6
p3
D D]
alapállapotból a gerjesztett állapotba kerül. Innen közvetlenül visszajuthat az alapállapotba sugárzás nélküli, vagy sugárzásos, azaz fénykibocsátással járó, átmenet során (1. ábra). A TL kialakulása szempontjából lényeges esemény azonban az alap és a gerjesztett állapot közötti HQHUJLiMI
U
FVDSGDV]LQWHJLK
JHUMHV]WHV4V
iOODSRWWD W
HW|OWGpVH MON
D]RQEDX
FVDSGiNEy P
WHUPLNXV Y
QLQF Q
%ROW]PDQQ Y
N|]YHWOHR
HJ\HQV~O\EDX
iWPHQHS
DT
DODSiOODSRWED
YDQQDN Z ËJ\ Y
KPpUVpNOHW
emelés hatására a csapdából a rendszer visszakerül a gerjesztett állapotba. Innen az alap iOODSRWE
U
W|UWpQ VXJiU]iVR [
iWPHQHV
YH]HV
U
7\
IpQ ]
NLERFViWiViUD Z_^
FVDSG
U
p[
U
JHUMHV]WHWW
állapot között fennálló termikus egyensúly miatt a csapdázódott rendszer stabilitását a csapda és a gerjesztett állapot energiaszintjeinek különbsége, az ún. aktiválási energia (Ea) határozza PHJ^
FVDSGiEy W
K(T) = A e
YDO `ba
LV]DEDGXOi [
KPpUVpNOHWIJJ YDOyV]tQ&VpJ ced
–Ea/kT
(1)
Formulával írható le, ahol A az ún. preexponenciális faktor, Ea aktiválási energia, k a %ROW]PDfOf
j
iOODQGy g
SHGL hid
FVDSGDNRQFHQWUiFL b k l
KPpUVpNOHW
iOWR]iV dec OVUHQG& NLQHWLND m
N|]HOtWpVEHQ
dn/dT = -k(T) n ,
(2)
A TL intenzitás pedig ITL = c dn/dt = - c/β dn/dT ahol β Dn
iOODoqpOr
I&WpV s
(3)
VHEHVVp tiuwvyx
70
+βt).
A fenti egyenletek megoldásából T
ITL = c k (T) exp (1/β z
k(T’) dT’. T0
{
PpU|
7}
J|UEpNQH~L
H
HJ\HQOH|
DODSMi
W|UWpQ DQDOt]LVpE
VDSGiEy
YDO ;~
LUOpVW
leíró k(T) függvény paraméterei (az A preexponenciális faktor és az Ea aktiválási energia) meghatározhatók.
G e rjesz tett állap o t k (T )= A e
h νexc
h νT L
-E a /k T
csa p d a
A la p állap o t 1. ábra. A termolumineszcencia kialakulásának általános sémája
A termolumineszcencia mérése {
•
7}
PpU EHUHQGH]p
+PpUVpNOH HOHNWURPR
I HJ\VpJHL
V]DEiO\R]R
I&WHOH
PLQWDWDUWy
EL]WRVtWMD
(QQH
)RWRV]LQWHWLNX
&WpVp
PLQWi
IRO\pNRQ HVHWp
D
QLWURJpQ DONDOPD]R4
I&WpVp
SHGLJ
KPpUVpNOHW
tartomány –196 és +80 °C között van. • Megvilágító egység. A TL gerjesztését a folyamatos megvilágítás, illetve flash lámpa (kb.5µs) biztosítja.
•
)pQ\pU]pNHO
. A minta melegítése során kibocsátott fény detektálására érzékeny foto-
HOHNWURQVRNV]RUR]
•
9H]pUO
V]ROJiODP
YDJ
PLQWDWDUW ¡
V]iPtWyJpS
JHUMHV]W IpQ ¥
DQDOy
YH]pUOpVpW ¤§¦
IRW
V]iPOiO b
PpUVpNOHWpQH¢
KPpUVpNOH£©¨
pª
]HPPyGED
P&N|GKHW
V]DEiO\R]iVi£
IpQ\LQWHQ]LWi ª
DGDW «¢
K&WpV ¤
J\&MWpVp¬
I&WpV ¤
HJ
$®
D pV
D/A konverter kártyákkal felszerelt számítógép végzi.
M inta F o to n sz á m lá ló
T áp eg ység
M e gv ilág ítás
PM
H õ m é rõ
S zám ító g ép F û tõ e g y sé g
N A d atgyû jtés H õ m érséklet szab . M e gv ilág ítás vez .
iEUD¯
7LSLNX ³
WHUPROXPLQHV]FHQFL °
PpUpV ´
SURWRNROO µ¶=·
2
PpUEHUHQGH]p±²± pPiMD
N|YHWNH]N
• Flash gerjesztés. A mintát néhány perces sötét adaptálás után rövid (5µs) fényimpulzusokkal ( ezek száma tipikusan 1 és 10 közötti) gerjesztjük. A gerjesztés KPpUVpNOHW ¸ iOODÃqÄOÅ
°
¹
I&WpV Æ
N|UOL º
(]XWi»¼
VHEHVVpJJH Ç
PLQWi½
ÈqÉ
J\RUVD»
OHK&WM¾O¿
ÀÂÁ
°C-ra) majd sötétben
°C/perc) felmelegítjük, miközben mérjük a
fényintenzitást. •
)RO\DPDWR Ê
JHUMHV]Wp Ê
iOODQG Ë
KPpUVpNOHWHQ
. A protokoll megegyezik a flash
gerjesztésnél alkalmazottal, de flash helyett 30-60s-os folyamatos megvilágítást alkalmazunk. •
*HUMHV]Wp Ì N|YHWHÓ
K&Wp Í
PpUMÖO×=Ù
N|]EHQ ÎÐÏ 7Ú
MHOHW
PLQWiÑ
IRO\DPDWR Ò
PHJYLOiJtWi Ò
N|]EHÓÕÔ
&WMÖO×
OH Ø
pÒ
D]W
)RWRV]LQWHWLNX Û
UHQGV]HUEÜ
V]iUPD] Ý
WHUPROXPLQHV]FHQFLD
Mint korábban láttuk a termolumineszcencia kialakulásának kritikus feltételei: •
IpQ Þ
VXJiU]iV ß
iOWD à
JHUMHV]WKHW UHQGV]HU
• a gerjesztett állapot fény (sugárzás) kibocsátással járó lecsengése az alapállapotba (fluoreszcencia) • a
JHUMHV]WHá á
iOODSRWWD àâá HUPLNX ã
HJ\HQV~O\EDä
OHY FVDSGiN å
DPHO\HNE à
Dæ
DODSiOODSRWED
nincs közvetlen átmenet.
A fotoszintetizáló szervezetekben található fotokémiai rendszerek (reakciócentrumok) PLQGHJ\LN ç
WHOMHV èéáëê
Dæ
HOV IHOWpWHOW å p ã§ì
IOXRUHV]FHQFL ì
NLERFViWi ã
Lã
iOWDOiEDä
MHOOHP] í ËJÞ
D
TL keletkezése szempontjából a harmadik feltétel, azaz a csapdák jelenléte a kritikus. Csapda iOODSRW îï
OpWUHM|KHWQHï
SLJPHQá
ROGDWRN å
&VDSGiïóï
DODFVRQ Þ
LOOHWY çðì
LDODNXOiViQDï
KPpUVpNOHWHä
IpQ\EHJ\&MW
°C alatt) pigment rendszerekben (izolált
UHQGV]Hñ
WRYiEE êwà HKHWVpJ çôì
SLJPHQáá DUWDOPò
IpQ\LQGXNi àõá
IHKpUM ç
HOHNWURQWUDQV]SRUá
NRPSOH[HL
VRUiäLï
HOHWNH]
töltések stabilizálódása a fotoszintetikus elektron-transzportlánc redox komponensein. Ebben Dæ
HVHWEHäöìø÷ VDSGiá
QHJDWtYDä
W|OW|á á
HJÞ"ì
DNFHSWRñ
JHUMHV]Wp ã
KPpUVpNOHWpä
NRPSRQHQVHä
WDOiOKDW ù
VWDELO å
W|OWpVSiñ
SR]LWtYDä
DONRWMD í (]Hä
W|OW|á á
GRQRñ
W|OWpVSiñ
pã
HJ\
KPpUVpNOHW
növekedés által indukált rekombinációja vezet a gerjesztett állapot újbóli betöltésére és a TL kibocsátására (3. ábra). C h l*
ûýü
üÿþ
T L -in tenz itás
3
D [P
+
680P h
-
]A
1
D [P
+
680P h
-
]A K (T )
H õm é rsék le t
hνa
hνe
∆ G sta b
hνú +
D P 680P h A
∆G tá ro lt
Chl
D P680 P h A
∆G sta b
∆G
∆G tá ro lt
E m (D + /D )-E m (A /A - )
*
3. ábra. A TL keletkezésének sémája a második fotokémiai rendszerben.
Kísérleti adatok szerint ilyen típusú TL csak a második fotokémiai rendszerben (PSII) ILJ\HOKHW PHJ
(QQH
N
]
KRJ
FVD
36,,EH
WDOiOKDW
VWDE
|OWpVWiUROiV
iOODSRW
D
reakciócentrumok mind a donor, mind az akceptor oldalán. A csapdaszintek energetikailag az alap és a gerjesztett állapot között helyezkednek el. A gerjesztett állapot és a csapda energiaszintjei közötti különbség az ún. stabilizációs energia (szabadentalpia), ami megakadályozza, hogy a szétvált töltéspár szabadon rekombinálódjon. Egy ilyen rekombinációs folyamat a fotoszintézis szempontjából nyilvánvalóan veszteség. A csapda és az alapállapot közötti energia különbség a tárolt energia (szabadentalpia), ami a IRWRV]LQWp]L Vi
&
NpVEE
pSpVHLEH
FV~FVKPpUVpNOHWp
VWDELOL]iFLy
HQHUJLD
VWDELOL]iFLy
!'$
DQQi
"
DV]QRVXO
ÈOWDOiQR
HQHUJL
PDJDVD
)+)%
]DEiO\NpQ
KDWiUR]]
$
PpUVpNOHWH
PHJ
$
MHOHQL
PH
,
WDUWRPiQ\ED
rendszerek esetén TL a –260 és a +150° /
HOPRQGKDWMXN
!
$]D]
-%$
7
.
ILJ\HOKHW
"
PLQp ViY
"
KRJ
7/
#%$
QDJ\
D
(*)+)
)RWRV]LQWHWLNXV
PHJ
(]H
HO
0)
D
fotoszintetikus elektrontranszporttal kapcsolatos komponensek a –80 és +60°C tartományban jelennek meg. A stabilizációs energia fokozatosan növekszik, amint a töltésszétválási IRO\DPD
VRUi
!
NHUOQHN
W|OWpVH
1$
(]pU
D
!
D
,
DODFVRQ
2
HOVGOHJH
2
W|OWpVV]pWYiOi
KPpUVpNOHWH
#
3
+
Phe-3
680
KHO\pW
PHJILJ\HOKHW NRPSRQHQVHNW
HJ\U
WiYRODEE
4
YiUKDWy
"
KRJ
#
D
töltésstabilizációs folyamat korai lépéseit tükrözik. 5
IRWRV]LQWHWLNX
:
6 9 7 8
I NRPSRQHQVHL
IRWRV]LQWHWLNX
IRO\DPDWRNKR
;
UHQGHOKHW
<
OHJIRQWRVD
=+=
7
NRPSRQHQVHN
>
elhelyezkedése a 4. ábrán látható. A feltüntetett görbék nem valós mérések eredményét tükrözik, hanem egy általános képet (4. ábra). ?
$ODFVRQ
@
KPpUVpNOHW& .
ViYRN
Folyékony He-os kriosztát alkalmazásával végzett mérések alapján TL komponensek ILJ\HOKHW
PH
A
B
C
CED+F
p
KPpUVpNOHWHNQp
GIH+FKJ
FV~FVKPpUVpNOHW& NRPSRQHQVH
H[WUDKi
S
LTM
NO
U VXW
LNMPOL
NO
Y[Z
DNRL
Q
PHPEUiQRNEDQ
OGDWRNED
\
L
W
0LYH
R
PHJILJ\HOKHWN
]
L
KDVRQOy
H]H
S^\
HP
a fotoszintetikus elektrontranszporthoz, hanem a szilárd klorofillokban kialakuló igen kicsiny VWDELOL]iFLy
HQHUJLiM
W
_
FVDSGiNKR
UHQGHOKHWN
`
A Z sáv A
szokványos
NRPSRQHQVH
SbSdc
]
LeL
folyékony
HJDODFVRQ\D
Y+Ygf
N2HL
P&N|G
\
PpUVpNOHWH
7
EHUHQGH]pVHNNH
a ]
hjilk
L
GHWHNWiOKDWy
°C) az ún. Z sáv található.
0LYH tJ
m
tuo
H
NRPSRQHQ
npo
IpQ\EHJ\&MW
FVDSGiNKR
{
iEUD
OHJIRQWRV
KPpUVpNOHWW
|~}+}
SLJPHQ
mTr
LOOHWY
s
r
V]LOiU
v
PHJ
HUHGHW&
W|EE
iOODQGy
7
=
NOD
s
NOE
β-karotin) oldatokban, s
LJPHQ
wyx
r
HJ
ª
D
NOV NORURILOOM
¦
«
&KO
JHUMHV]WpV
ROGDWRNED
OpWUHM|Y
z
+
ROGDO
¨ ©
D
PpUVpNOH
~Q
¥ -
=
ViY
£
VNiOiQ
(QQHN D]
NE
JHUMHV]WpVL
HOHNWURQWUDQV]SRUWKR
4 A,
KPpUVpNOHWWO
V~FVKPpUVpNOH
¢¡
IRWRV]LQWHWLNX
DNFHSWR
§
OKHO\H]NHGpV
ILJ\HOKHW PH
HVHWp
¤
e
IJ
Vi
Vi
¦
ViYR
FV~FVKPpUVpNOHW
UpV]WYHY W|OWpVSi
UHDNFLyFHQWUX
FV~FVKPpUVpNOHWHNNH
KRJ
IJJHWOHQ
ª¬«
UHQGV]HUEHQ
o
IRWRV]LQWHWLNX
N|]|
KDODGM
UHNRPELQiFLyED
YDJ
DQWHQQ
WXODMGRQViJD
15-20 °&D
PHJILJ\HOKHW H[WUDKi
q
UHQGHOKHW
n
-80 és –40 ° HJ\HGOiOO
L
q
N|WGLN
a donor oldalon pedig a P +
+
680,
z , esetleg egy oxidált karotenoid (Car ). A Zv
Vi
iOWR]
® ®
²
FV~FVKPpUVpNOHW
¯
JHUMHV]W IpQ
iOWD
¸
¹º
QGXNi
¹Tµ
IHOWHKHWH
°
VDSG
± ²e³
NRQIRUPiFL
iOWR]i
» ¯ ®
QHUJL
² °
LGp
¼
V]LQWMpQH
²
´K®
iOWR]iVi
µ¶µ
NU|]L
·
DPLW
HO
½
Az A és AT sáv Tilakoid membrán preparátumokban –10 ° ¾ 8J\DQH]H
FV~FVKPpUVpNOHWH
Â
SUHSDUiWXPRNED Vi
L
Â
LERFViWiViKR
ìÌ
LQDNWt
Â
Æ
PHJILJ\HOKHW HJ YH]HW W|OWp
Í
7
Ç
Ã
NRPSRQHQV
È
ILJ\HOKHW
¹
[LJpQIHMOHV]W
Ä
UHNRPELQiFLyED
Æ
N|U
DP
É
ÊTË
D
¿
NRPSOH[V]H
$T
½
~Q
ViY
À Á
UHQGHONH]
Å
sávnak neveznek. Az A és AT
UpV]WYHY W|OWpVSi
Â
PH
DNFHSWR
Î
NRPSRQHQV
Î
ÏÑÐ
-
QA . A donor komponens az A sáv esetén a Tir-Z+, vagy az S3 állapot. Míg az AT sáv esetén, a 0
ÂÒÌdÄ
PSOH
N|]HOpEH
Ó
OHY
Â
p
D
Æ
63
Í
állapotban oxidálódó hisztidin (His+) részvételét
feltételezik. Ez a His+ lehet az A sáv donor komponense is.
A Q sáv Intakt fotoszintetikus rendszerekben és tilakoid membrán preparátumokban a QA és QB akceptorok közötti elektronátadást gátló inhibitorok (pl. DCMU) jelenlétében 0 és +10 °C N|]|
ËË
ILJ\HOKHW PH
iOODSRWiQD
Ì
D
Ô
~Q
Í
ViY
ÕÖ
UHNRPELQiFLyMiEy
(
Õ
HUHG
Å
NRPSRQHQ
Í»Ð
Õ
×
ÆÐ
Vi
Ö
-
4A
akceptor és a vízbontó komplex S2
FV~FVKPpUVpNOHW
Ã
IJ
Ï
D
Ô
Í
DONDOPD]RWW
gátlószer kémiai tulajdonságaitól, ami azt tükrözi, hogy a QA akceptor energiaszintjét (azaz redox potenciáját) a QB KHO\U Ï
N|WG JiWOyV]H
Î
PHJYiOWR]WDWMD
B sáv A 20-30 °&R Æ
KPpUVpNOH
ËØË
DUWRPiQ\ED
ILJ\HOKHW PH
Â
Ô
D
~Q
Í
Õ9Ù
ViY
É
DPHO\QHN
amplitúdója flash gerjesztés hatására 4-es periódusú oszcillációt mutat. A B sáv NLDODNXOiViKR
Í
V]NVpJH
W|OWp
Æ
UHNRPELQiFLyED
Æ
UpV]WYHY DNFHSWR
Â
NRPSRQHQ
Î
ƤÐ
4B
-
. A
donor komponens pedig a vízbontó rendszer S2 valamint az S3 állapota. Flash gerjesztés HVHWp
D
adja a B sávot. Alacsony pH-jú közeg (pH = 5.0-6.0) esetén az S2EÅ
p
Vi
ÃßÌ+à
D
Í
HOV IODV
Ú¤Û
Wi
Â
D
Í
62
-
Ë
Â
QB ÉÜÐ
O|QE|] KPpUVpNOHWHNH
PiVRGL
MHOHQL
Â
Ì
IODV
Ì
PHJ
$
Õ
Í
ÚÝÛ
62
Wi
ÂÞ
HGL
Ô
INpQ
63
Í Æ
-
QB rekombináció
63
-ból származó TL
-
QB -ból származó (30-30 °C) sávot B1-
-
nek az S3QB -ból származó sávot (20-25 °C), pedig B2-nek is nevezik. A Q és B (B1) sávok közötti kb. 20 °&R Æ
KPpUVpNOH
Ë
NO|QEVpJH
Ë
D
Í
RNR]]D
É
KRJ
ǤÐ
4B
mélyebb energiaszinten,
azaz redoxpotenciában van (kb. 0mv) mint a QA (kb. –80mv) (5. ábra).
5. ábra. A termolumineszcencia B sáv eredete a vízbontó rendszer oxidált S2(S3) állapotaiból -
és a redukált QB állapotból A C sáv A 45-50 °&R á
WDUWRPiQ\ED
ILJ\HOKHW
â
PH
HJ
ã
NRPSRQHQV
äæåèç
DP
é
ViYQDN
êìëí
-
-
neveznek. A C sáv kialakulásában az akceptor oldalon a QA , a donor oldalon pedig a Tir D+ vesz részt. Alternatív donor komponensként felmerült az oxidált citokróm b559 részvétele is, ez a feltevés azonban nem nyert teljes bizonyítást.
A vörös fény által indukált TL Intakt levelekben 45 ° í V]RNiVRV
é
IHKp
HOYLOiJtWi SRRO G
õ
ò
IpQQ\H
ñ
]NVpJHV
áeá
W|UWpQ ~MU
IHOWHKHWH
D
â
ö
î
ILJ\HOKHW PH
|UWpQ JHUMHV]Wp
(]H
â
Vi
UHGXNFLyMiKR 62
ð
ó
îIë
N|U
PHOOHWW
PHJMHOHQpV
ô
ð
á
N|WKHW
óúù
é
ã
H
WiYR
R[LGi
õKöjð
GRQR
ñ
îê
IRWRV]LQWHWLNX
I
ViY
ç
Y|U|
á
DPLQH
é
PHJMHOHQpVpKH
ï
IpQQ\H
λ >QPò
î
4B DNFHSWRUQD
îTë
3
÷ ï ö
NRPSRQHQ
QLQF
á
á
ø
â
D
W|UWpQ
J\&MWE
HJ\pUWHOP&H
ð
34
î
D]RQRVtWYD
(S3) állapot.
Az 50-60 °C-os sávok +50 ° û
7
ã*ä
üýþýdÿ
UQ\pNp
PHJILJ\HOKHW
HOHNWURQWUDQV]SRU
ý
IRO\DPDWRNKR
ü
O\D
7
NRPSRQHQVH
UHQGHOKHWN
ý
,O\H
Vi
LV
düý
ý
DPHO\H OiWKDW
H
ý
O
D
36,,
reakciócentrum komplexekben, illetve extrahált klorofill és nem fotoszintetikus fehérje (pl.
tovin szérum albunin) elegyében. Ezen sávok a fotoszintetikus pigmentek oxidatív NHPLOXPLQHV]FHQFLiMiKR
UHQGHOKHWN
A 70-80 °C-os sávok Tilakoid membrán preparátumok melegítése során a 70-80 °&R WDUWRPiQ\ED
PHPEUi
PDJD
PLQWi
HO]HWH
KPpUVpNOHWH
JHUMHV]WpV
QpON
EHN|YHWNH]
PHJMHOHQL
7/
NiURVRGiViQD
(
KPpUVpNOHW
NRPSRQHQ
PHPEUiQ
DONRW
WLODNRLG ]VtUVDYDN
peroxidációjának eredménye. A 120-150 °C–os sávok
1|YpQ\
Ez a 120-150 ° PpUpV
)*) '+' ' 2 O
UHQGHOKHW 7
5
iEUD
pU
PLQWiNED N|U
PDJD
!#" ',' -/. '4% % %
KPpUVpNOHWHNH
PHJILJ\HOKHW Vi
R[LGDWt
NRPSRQHQVH
6
IRWRV]LQWHWLNX
3
VWUHVV]KDWiV HUHGHWp
V]LQWp
OLSL
NU|]L
iEU
IRJODOM
7&8
HOHNWURQWUDQV]SRUWKR
L
PHJILJ\HOKHW WHUPROXPLQHV]FHQFLD HUR[LGiFLyEy
IRWRV]LQWHWLNX
HUHG
$ &% 01 p
HOHNWU
PLQWi
'(%
7/
WUDQV]SRUWKR]
|VV]H
HQGHOKHW
9;:
ViYR
<>=
?
UHGHWHp
HQHUJHWLNiMD
A TL alkalmazása a fotoszintetikus folyamatok vizsgálatában
Az S-állapot redox ciklusa NRPSRQHQVpE
Mivel a B sáv a vízbontó komplex S2 és S3
C
DPSOLW~GyMiQD
IODVKLQGXNi
@ED
RV]FLOOiFLyM
F
LQIRUPiFLy
D G H D
D
6FLNOX
I
@
HUHG
A
B
H]H
P&N|GpVpUO
J
ViY $]
oszcillációs mintázat változásából megállapítható az S átmenetek esetleges gátlása az S2 →S3, S3 →S4→S0
iWPHQHWQpO
J H H (
D
DONDOPD]i
I
BLK
LJH
DV]QR
I,F
Yt]ERQW
MNCPO
PSOH
Q
P&N|GpVpW
befolyásoló fehérje alegységek, szervetlen kofaktorok (Ca2+, Cl-) és aminósav mutációk hatásának vizsgálatában (7. ábra).
7. ábra. A B sáv intenzitásának oszcillációja flash gerjesztés hatására
A QA QB Np
R
S TVUXW
HOHNWURQR
N
P&N|GpVH
A B sáv flash-indukált oszcillációját nemcsak az átmenetek, hanem az oxidált és redukált QB aránya is befolyásolja, így az oszcillációs mintázat információt ad arról is, hogy a 7
Y
JHUMHV]WpVp
Z
[
PHJHO]H
PLO\H
[]\P^`_EZba
[ca
PLQWiED
4B
-
/QB arány.
A fotoszintetikus elektrontranszportot számos olyan molekula –általában kinon analógok –gátolja, amelyek a QB N|WKHO\U DONDOPD]iV
l
ef
Q\HUWH
PH]JD]GDViJEDQ
-
megakadályozza a QA -ról a QBU W|UWpQ KHO\HWWHVtWpVp
xNy{z
iEUD
v
n
HUHGPpQ\H]
FV~FVKPpUVpNOH
|
w
m
d
PLQ
l
egf h
NLV]RUtWMi
J\RPLUWyN
h ikj dbf n m opf q r 34W
(]H
0LYH
W|UWpQ HOHNWURQiWDGiV
e
HJ\OHWH
H
4B KHO\U
7
V]pOHVN|U&
N|WG JiWOyV]HU
ViYMiQD
esfut
ViYYDO
iEUD
YiOWR]iV
}]}
4A
→ QB elektronátadást gátló DCMU hatására
Ezért a TL mérések nagyon jól felhasználhatók potenciális herbicid molekulák
~
tesztelésére és hatásmechanizmusuk vizsgálatára.
KHUELFLGH
V]pOHVN|U&
DONDOPD]iViQD
alakult ki rezisztencia. Ez a jelenség a QB
HUHGPpQ\HNpQ
N|WKHO\H
DONRW
V]iPR
J\RPQ|YpQ\EHQ
DPLQyVDYD
PXWiFLyMiQDN
következménye. Ez általában egyetlen aminósavat – a Ser 264 – érint. A QB
N|WKHO\
PyGRVXOiViQD
N|WGpVH
HUHGPpQ\HNpQ
KHUELFL
P
L
Pi
QH
W
HN|WGQ
c 3
4B
azonban csak kevéssé módosul. Ez a módosulás is elég azonban a QB energiaszintjének PHJYiOWR]iViKR
X
FV~FVKPpUVpNOH
p
Vi
YiOWR]iV
DODFVRQ\D WNU|]
4
` #
PpUVpNOHWH
KHUELFL
IHO
UH]LV]WHQFL
W|UWpQ WROyGiVi
PpUWpNpW
(]pU
HUHGPpQ\H]L
7
PyGV]H
$
LJHQ
hasznos a herbicid rezisztencia meglétének tesztelésére, illetve mechanizmusának vizsgálatára.
Környezeti stresszhatások vizsgálata A fotoszintetikus apparátus leginkább stresszérzékeny komponense a második IRWRNpPLD
UHQGV]HU
(]pU
¡ ¢ 7
£ ¤
PpUpVH
My
DONDOPD]KDW
¥1£§¦
PDJD
¨ ¨ p
DODFVRQ
©
KPpUVpNOHWHN
látható és ultraibolya fény, nehézfémek által okozott stresszhatások mechanizmusának vizsgálatára.
ª
IRWRV]LQWHWLNX
X« ®¬
YL]VJiODWR
•
(J\V]HU& P&V]HUH]HWWVpJ
•
$
°
HOHNWURQWUDQV]SRU
±
¯
HOQ\HL
IRO\DPDWRND
±³²
GVNiO
´
KHO\H
±+±
KPpUVpNOH
±µ²
¶
VNiOi
OHKH
±
YL]VJiOQL
(t = µs-tól h → T = -100-tól +60 °C ) • A fotoszintetikus minták széles skáláján alkalmazható intakt levelek, alga és cianobaktérium sejtek tilakoid membránok, PSII részecskék reakciócentrum komplex • A PSII szinte minden redox komponense tanulmányozható S2, S3 állapotok, P680+ Tir-Z+, Tir-D+ -
QA , QB
-
• A ciklus egyedi reakciói vizsgálhatók S1→S2, S2→S3, S3→S4→S0 • Szabadentápia (redox potenciál) változások érzékeny indikátora 25-30 °
·
FV~FVKPpUVpNOH
±
NO|QEVp
¸
→ 50-60mv
A fotoszintetikus TL vizsgálatok hátrányai • A minta károsodik a mérés során • Egyes TL sáv mindig egy töltéspár rekombinációs tulajdonságait jellemzi •
¹
KPpUVpNOH
±
HPHOpV
º»´
UHNRPELQiFL
fluoreszcencia hatásfoka) is befolyásolhat.
¼
VHEHVVpJp
¶¾½ ¿ tY
À
HJ\p
WpQ\H]NH
±
SO
Á
D
•
Â
IpQ\NLERFViWi
Ã Ä Å1Æ HJ
V
OpSpVE
Ç È iOO
IRO\DPD
É
YpJHUHGPpQ\H
Ê Ë>Ì Í DP
7
PDWHPDWLNDL
leírását és a mért görbék analízisét igen komplikálttá teszi.
Irodalmak: Demeter, S. and Vass, I. (1984) "Charge accumulation and recombination in PhotosystemII studied by thermoluminescence. I. Participation of the primary acceptor Q and secondary acceptor B in the generation of thermoluminescence of chloroplasts" Biochim. Biophys. Acta 764, 24-32. G. Horvath. Usefulness of thermoluminescence in herbicide research. CRC Critic.Rev.Plant Sci. 4:293-309, 1986. P. V. Sane and W. A. Rutherford. Thermoluminescence from photosynthetic mabranes. In: Light Emission by Plants and Bacteria, edited by Govindjee, J. Amesz, and D. C. Fork, Orlando:Academic Press, 1986, p. 329-360. Vass, I. and Inoue, Y. (1992) "Thermoluminescence in the study of photosystem two" a chapter in Topics in Photosyntesis, Vol. 11. (Barber, J. ed.) Amsterdam:Elsevier pp.259-294 Vass, I. and Govindjee (1996) "Thermoluminescence from the photosynthetic apparatus" Photosynth. Res. 48, 117-126
