Inhibition by sulfonamides of the photoreductive step in spinach chloroplast photosynthesis

Abstract

Spinach chloroplasts, their grana fraction and their photosystem I and II fractions have been prepared. The photoreduction of water by the non-cyclic photosystem preparations has been shown to be inhibited by several sulfonamides ; the sensitivity of the photoreduction has no relation with the inhibition of the carbonic anhydrase activity in lysed chloroplasts. A sulfonamide-sensitive unit thus exists in the electron transport sequence of the lamellae and seems to be different from the DCMU-sensitive site. Spinach ferredoxin, ferredoxin-NADP reductase and plastocyanin were prepared and used to reconstitute the non-cyclic electron transport sequence. This system proved to be sensitive to other sulfonamides and arguments in favor of this second sensitive site being the ferredoxin — ferredoxin-NADP reductase — membrane complex are discussed. It is concluded that carbonic anhydrase may not be involved in the sensitivity of photosynthesis to sulfonamides. La photoréduction de l'eau par des préparations de chloroplastes d'épinard, leurs grana ou leur photosystème non-cyclique isolé est inhibée par plusieurs sulfonamides ; cette sensibilité n'est pas en relation avec le pouvoir d'inhibition de ces molécules sur l'anhydrase carbonique des chloroplastes ; il existe donc un site sensible, différent de l'anhydrase, dans la chaîne de transport d'électrons du système photosynthétique non-cyclique. La sensibilité de la photoréduction du CO 2 aux sulfonamides ne dépend donc pas, ou pas uniquement, d'une inhibition de l'anhydrase carbonique. La sensibilité du système non-cyclique aux sulfonamides semble différente de sa sensibilité au DCMU. La séquence de transport ferredoxine-NADP réductase, ferredoxine, lamelles du système cyclique ou non-cyclique, plastocyanine a été reconstituée à partir des unités isolées. Elle est sensible à certaines molécules de sulfonamides, et l'identité de ce second site sensible avec la ferredoxine-NADP réductase est discutée. Die Photoreduktion des Wassers durch Präparationen von Chloroplasten des Spinats, ihrer Granafraktionen oder ihres isolierten nicht - zyklischen Photosytems wird von mehreren Sulfonamiden inhibiert ; diese Sensibilität ist nicht mit dem Inhibitionsvermögen dieser Moleküle auf die Carboanhydrase der Chloroplasten in Einklang zu bringen. Also existiert eine sensible Etappe, die sich von der Anhydrase unterscheidet, in der Transportkette der Elektronen des nicht-zyklischen photosynthetischen Systems. Die Sensibilität der Photoreduktion des CO 2 gegenüber Sulfonamiden hängt also nicht, oder nicht allein, von einer Inhibition der Carboanhydrase ab. Die Sensibilität des nicht-zyklischen Systems gegenüber Sulfonamiden scheint von der bei DCMU gefundenen unterschiedlich. Die Transportsequenz Ferredoxin-NADP-Reduktase, Ferredoxin, Membran des zyklischen oder nicht-zyklischen Systems, Plastozyanin, wurde ausgehend aus den isolierten Elementen rekonstruiert. Sie ist einigen Sulfonamidmolekülen gegenüber empfindlich, und die Identität dieser zweiten sensiblen Etappe mit der Ferredoxin-NADP-Reduktase wird hier erörtet.