Ученые определили структуру одного из ключевых компонентов фотосинтеза
Исследователи из Шеффилдского университета разгадали структуру одного из главных компонентов фотосинтеза. Открытие поможет перестроить процесс, повысить урожайность для поддержания пищевой безопасности.
Ученые рассматривали цитохром b6f – белковый комплекс, сильно влияющий на рост растений за счет фотосинтеза, сообщает phys.org. Его структура описана в журнале Nature.
Используя модель с высоким разрешением, команда обнаружила, что протеины обеспечивают электрическое соединение между фотосистемами I и II. Эти хлорофилловые белки, активируемые светом, находятся в хлоропласте, превращающем солнечные лучи в химическую энергию.
«Исследование предоставляет важную новую информацию о том, как цитохром b6f использует проходящий сквозь него ток для зарядки «протонной батареи». Хранящаяся энергия может применяться для синтеза аденозинтрифосфата, жизненного ресурса клеток. Реакция обеспечивает растения силами, необходимыми для превращения углекислого газа в углеводы и биомассу, поддерживающую мировую пищевую цепочку», — сказала докторант Лорна Мэлоун, первый автор.
Структурная модель, использовавшая одночастичную криоэлектронную микроскопию, раскрыла новые детали дополнительной роли цитохрома b6f. Он работает датчиком, настраивая фотосинтетическую эффективность в соответствии с окружающими условиями. Этот реакционный механизм защищает растения от повреждений при засухе или избытке света.
«Белковый комплекс – бьющееся сердце фотосинтеза, управляющего его активностью, — сказал один из руководителей проекта, доктор Мэтт Джонсон. – Прошлые исследования показали, что, манипулируя концентрациями цитохрома, мы можем выращивать более крупные, качественные растения. Понимание структуры комплекса позволит рационально перестроить фотосинтез пищевых культур для увеличения урожайности. Это – важный фактор долгосрочного обеспечения пищевой безопасности».
Согласно статистике, к 2050 году численность населения достигнет 9-10 млрд человек.
Сейчас ученые намерены проверить, как цитохромом b6f управляют мириады регулирующих белков. Команда хочет оценить их влияние на функции комплекса.
