Учёные обнаружили «ключ к фотосинтезу», который поможет продовольственной безопасности

ключ к фотосинтезу

Журнал Nature опубликовал исследование, проведенное Шеффилдским университетом, в котором раскрывается структура цитохрома b6f. Последний является белковым комплексом, который значительно влияет на рост растений посредством фотосинтеза.

Исследование проводилось в сотрудничестве с Центром структурной молекулярной биологии Астбери Университета Лидса.

Используя структурную модель с высоким разрешением, команда обнаружила, что белковый комплекс обеспечивает электрическую связь между двумя хлорофилл-белками с малой энергией (Фотосистемы I и II), содержащимися в хлоропластах растительных клеток, которые преобразуют солнечный свет в химическую энергию.

«Наше исследование дает важную информацию о том, как цитохром b6f использует электрический ток, проходящий через него, для включения питания. Своего рода это протонная батарея. Затем эта накопленная энергия может быть использована для производства АТФ, энергетической составляющей живых клеток. В конечном счете, эта реакция обеспечивает энергию, необходимую растениям для превращения углекислого газа в углеводы и биомассу, которые поддерживают мировую пищевую цепь».- Сказала Лорна Мэлоун, первый автор исследования и аспирант кафедры молекулярной биологии и биотехнологии Университета Шеффилда.

Структурная модель высокого разрешения, определенная с помощью одночастичной криоэлектронной микроскопии, раскрывает новые детали дополнительной роли цитохрома b6f в качестве датчика для настройки эффективности фотосинтеза в ответ на постоянно меняющиеся условия окружающей среды. Этот механизм реагирования защищает растение от повреждений во время воздействия суровых условий, таких как засуха или избыточный свет.

«Цитохром b6f является бьющимся сердцем фотосинтеза, который играет решающую роль в регулировании эффективности фотосинтеза.» — в свою очередь добавил Доктор Мэтт Джонсон, читатель по биохимии в Университете Шеффилда и один из руководителей исследования.

«Предыдущие исследования показали, что, манипулируя уровнями этого комплекса, мы можем выращивать более крупные и качественные растения. Благодаря новому пониманию, которое мы получили из нашей структуры, мы можем надеяться на рациональное изменение фотосинтеза в сельскохозяйственных растениях для достижения более высоких урожаев, в которых мы срочно нуждаемся. Это просто необходимо для поддержания прогнозируемого население планеты в 9-10 миллиардов человек к 2050 году «.

Фотосинтез настолько важен для нас, насколько это можно представить. Фотосинтез является основой жизни на Земле. Он обеспечивает пищу, кислород и энергию, необходимую для поддержки биосферы и всей человеческой цивилизации.

В настоящее время исследователи стремятся установить, как цитохром b6f контролируется множеством регуляторных белков и как эти регуляторы влияют на функцию этого комплекса.

Похожие

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *