Всякий раз, когда вы видите зеленый цвет в природе, вы, вероятно, смотрите на хлорофилл. Это пигмент, используемый всеми растениями для фотосинтеза. Есть две версии: хлорофилл а и хлорофилл б. Они структурно очень похожи друг на друга, но имеют разные цвета: сине-зеленый и желтовато-зеленый соответственно. Оба пигмента выполняют разные функции во время фотосинтеза и поэтому очень избирательно связываются с белками фотосинтетического аппарата растений. Как эти растительные белки распознают два хлорофилла, несмотря на их небольшие структурные различия, и, таким образом, способны избирательно связывать их, до сих пор в значительной степени неизвестно.
Исследователи Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга (JGU) совместно с двумя японскими коллегами частично разгадали эту загадку. Команда профессора Харальда Полсена на биологическом факультете JGU использовала так называемый водорастворимый белок хлорофилла цветной капусты и перечной травы вирджинии в качестве модельного белка. Этот белок обладает только одним сайтом связывания хлорофилла на белковую молекулу и способен связывать обе версии хлорофилла. При варьировании аминокислот вблизи места связывания хлорофилла предпочтение белка тому или иному хлорофиллу менялось. В одном случае замена одной аминокислоты изменила относительную силу связывания в 40 раз. «Это не объясняет всего, что касается специфичности связывания Chl a/b в фотосинтетическом аппарате, - сказал Полсен, - но наши результаты дают полезные гипотезы о том, что теперь можно протестировать с белками фотосинтеза. В долгосрочной перспективе это может помочь улучшить сбор света в новых фотоэлектрических устройствах или в искусственном фотосинтезе».
Одним из ведущих авторов этой публикации в Nature Plants является доктор Алессандро Агостини. Он получил докторскую степень за диссертацию о водорастворимом белке хлорофилла совместно в Университете Майнца (группа Паульсена) и Университете Падуи в Италии (группа профессора Донателлы Карбонеры). «Это хороший пример успешного международного сотрудничества, - добавил Полсен, - не только с точки зрения исследований, но и совместного консультирования аспирантов». Эта работа финансировалась Немецким исследовательским фондом.