Научные школы
| |
Климов Вячеслав Васильевич
д.б.н.,заведующий лабораторией фотосинтетического окисления воды
ИФПБ РАН
Биография
http://www.inbi.ras.ru/bach/2011_prize_bach.html
Вячеслав Васильевич Климов окончил в 1968 году кафедру биофизики биолого-почвенного факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, а в 1971 году – аспирантуру той же кафедры под руководством академика А.А. Красновского. С 1971 года – младший научный сотрудник, а с 1979 года – старший научный сотрудник Института фотосинтеза РАН (г. Пущино); в 1983 году организует лабораторию фотосинтетического окисления воды, которой руководит по настоящее время.
В 1973 году защитил кандидатскую, а в 1986 году – докторскую диссертацию на тему "Световые реакции переноса электрона в фотосистеме 2 высших растений и водорослей" в Институте биохимии им. А. Н. Баха АН СССР.
Климов В.В. – известный специалист в исследовании механизма фотосинтеза, автор более 250 оригинальных научных статей. Работы В.В. Климова получили широкое мировое признание, о чём свидетельствует высокий индекс цитирования его работ (свыше 5300), индекс Хирша равен 39 (по состоянию данных на сентябрь 2014 г.).
В 1991 году В. В. Климов (в составе творческого коллектива под руководством академика А. А. Красновского) за раскрытие молекулярных механизмов фотобиохимических превращений хлорофиллов в реакционных центрах фотосинтеза удостоен Государственной премии СССР, в 2008 году – почетного звания «Заслуженный деятель науки Российской Федерации».
В.В.Климовым были сформулированы и экспериментально обоснованы принципиально новые представления о механизме преобразования энергии света в кислородвыделяющей фотосистеме растений, в основе которого лежит фоторазделение зарядов между хлорофиллом и феофитином и последующая стабилизация запасаемой энергии, происходящая с участием комплекса железа с пластохиноном и компонентов системы окисления воды. Эти представления стали в настоящее время общепринятыми и вошли в современные обзоры, монографии, учебники и университетские курсы по биохимии и физиологии растений. В. В. Климовым открыто участие феофитина в первичных фотохимических стадиях преобразования энергии света при фотосинтезе (ранее феофитин рассматривался лишь как продукт деградации хлорофилла); установлена рекомбинационная природа переменной флуоресценции хлорофилла растений; в результате оригинальных иcследований по реконструкции водоокисляющего комплекса растений установлены количественный состав и гетерогенность его марганцевого кластера; экспериментально выявлена возможность переключения фотосинтетического окисления воды с четырехэлектронного на двухэлектронный механизм с образованием связанного пероксида водорода.
В последнее десятилетие в работах В. В. Климова было впервые показано, что если СО2- субстрат для цикла Кальвина, то НСО3-- активный участник фотосинтетического окисления воды. Получены убедительные экспериментальные доказательства необходимости ионов бикарбоната для формирования, стабилизации и функционирования ВОК. Показано, что только в присутствии бикарбоната происходит эффективная «фотосборка» неорганического ядра ВОК, что связано со способностью бикарбоната формировать с ионами Mn легкоокисляемые электронейтральные комплексы: Е0 для пары Mn3+/Mn2+, равный 1,2 В для аквакатиона Mn2+, сдвигается в результате комплексообразования с бикарбонатом до 0,52–0,61 В. Это обеспечивает фотоокисление свободного Mn2+ в ФС-2 до Mn3+, необходимое для построения четырёхядерного марганцевого кластера.
Полученные данные позволили также выдвинуть и экспериментально обосновать гипотезу о ключевой роли Mn-бикарбонатных комплексов в эволюционном переходе от аноксигенного фотосинтеза к оксигенному, согласно которой, легкоокисляемые Mn-бикарбонатные комплексы могли послужить сначала донором электронов для фотохимических реакционных центров аноксигенных бактерий (что недавно было впервые продемонстрировано в работах В.В.Климова с соавторами), а затем – «блоками» для формирования Mn-содержащего фермента, способного окислять воду. Показано также, что бикарбонат необходим для защиты ВОК при термоинактивации, фотоинактивации и в условиях пониженных рН, характерных для люмена.
В работах, проведённых совместно со шведскими учёными, были получены убедительные доказательства о необходимости карбоангидразы (ускоряющей взаимопревращения между НСО3- и СО2), ассоциированной с ФС-2, для стабилизации и оптимального функционирования ВОК у Chlamydomonas reinhardtii, что связано с прямым вовлечением бикарбоната (вместе с карбоангидразой) в процесс фотосинтетического окисления воды в качестве эффективного акцептора протонов (что облегчает термодинамически затруднённый акт окисления воды до О2).