Impact of hydrogen peroxide on the redistribution of antenna complexes between photosystems in higher plants

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

One of the acclimatory mechanisms of photosynthetic organisms to changing light conditions is the redistribution of antenna complexes between photosystems, the process known as state transitions. This process allows the amount of light energy absorbed by each photosystem to be regulated. Numerous studies have demonstrated that state transitions are inhibited under high light intensity; however, the exact mechanism of this inhibition remains unclear. In the present study, the effect of H2O2 at various concentrations on the state transition process was investigated using functionally active thylakoids isolated from Arabidopsis leaves. Additionally, the specific stage of this process affected by H2O2 was evaluated. To assess state transitions, low-temperature chlorophyll a fluorescence spectra (F, from 650 to 780 nm) were measured, and the F745/F685 ratio was calculated as an indicator of state transition activity. It was shown that the addition of H2O2 led to the inhibition of state transitions in low light. The addition of H2O2 to thylakoids under low light conditions resulted in a decreased accumulation of phosphorylated Lhcb1 and Lhcb2 proteins, which are involved in state transitions. This indicates that the inhibition of state transitions is likely a consequence of inhibited activity of the STN7 kinase. It is important to note that H2O2 at the concentrations used did not affect the rate of electron transport, indicating that the inhibition of STN7 kinase activity is not associated with a suppression of the photosynthetic electron transport chain functioning. Moreover, the study demonstrates the selective effect of H2O2 on the activity of the STN7 kinase: no decrease in the level of the phosphorylated photosystem II D1 protein, the substrate of the STN8 kinase, was observed upon H2O2 treatment. Thus, this work provides the first evidence of the H2O2-dependent inhibitory mechanism of STN7 kinase activity and, consequently, of the state transition process.

About the authors

N. V. Balashov

Institute of Basic Biological Problems of the Russian Academy of Sciences, Federal Research Center, Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vetoshkina_d@mail.ru
Pushchino, Moscow Region

M. M. Borisova-Mubarakshina

Institute of Basic Biological Problems of the Russian Academy of Sciences, Federal Research Center, Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences

Email: vetoshkina_d@mail.ru
Pushchino, Moscow Region

D. V. Vetoshkina

Institute of Basic Biological Problems of the Russian Academy of Sciences, Federal Research Center, Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences

Email: vetoshkina_d@mail.ru
Pushchino, Moscow Region

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».