Новые молекулярные данные помогли лучше понять фотосинтез
Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли использовали один из лучших в мире микроскопов для определения структуры большого белкового комплекта, играющего ключевую роль в фотосинтезе.
Результаты впервые позволили понять, как функционирует структура. Они могут помочь в производстве различных биопродуктов, включая альтернативы пластику и биотопливо, сообщает eurekalert.org. Отчет об исследовании представлен в журнале Nature.
«Выводы помогут повысить эффективность фотосинтеза в растениях и других организмах. В результате увеличится объем производимой ими пищи или биомассы, — сказала Карэн Дэвис, руководившая проектом. – Это – важный фактор при производстве возобновляемых биопродуктов, которые должны стать экономически эффективными альтернативами аналогам из нефтяного сырья».
Дегидрогеназоподобный комплекс NADH был открыт несколько десятилетий назад. Известно, что он помогает регулировать фазы фотосинтеза. Прошлые исследования показали, что комплекс переставляет возбужденные электроны, двигающиеся в других протеиновых структурах хлоропласта, обеспечивая правильное соотношение производимых молекул. NADH цианобактерий выполняет несколько дополнительных задач, включая увеличение объема доступного для синтеза сахаров углекислого газа. Комплекс объединяет его захват с транспортом электронов.
Для изучения структуры необходима была схема расположения всех атомов. Получить ее было сложно даже с применением современных техник, вроде просвечивающей электронной микроскопии. Команда Дэвис решила эту проблему с помощью новой камеры подсчета электронов. Она сняла цифровое видео высокого разрешения, так что кадры можно было составить и устранить размытие, вызванное движением частиц.
Первый автор работы, Томас Лафлин, вместе с коллегами, изолировал NADH из мембран фотосинтетических цианобактерий, предоставленных лабораторией Юнко Яно и Витталя Ячандры. Получившуюся атомную карту ученые использовали для создания модели комплекса, показывающей положение всех белковых подблоков. Она позволила команде Дэвис сформулировать и проверить гипотезу, как NADH запускает производство сахаров, поддерживая баланс между 2 энергетическими молекулами клеток.
