Сбор солнечного света для производства энергии - это сложная реакция, которую растения проделывают естественным образом, но она недостаточно изучена.
Исследовательская группа под руководством профессора Университета штата Вашингтон разработала новый инструмент для изучения того, как липиды взаимодействуют с белками в растениях, чтобы помочь понять, как происходит фотосинтез.
В статье, опубликованной в Journal of Biological Chemistry ранее в этом году, ученые использовали этот новый инструмент, чтобы найти липид, который контролирует, когда фотосинтетический белок переключается с собирателя света на рассеиватель энергии в растениях.
«С фотосинтезом связана большая потенциальная опасность», - сказал Гельмут Кирхгоф, профессор Института биологической химии WSU. «Если растения получают энергию света, которая не используется должным образом для их метаболизма, это может отравить растение и убить клетки. Переключение белков, собирающих свет, необходимо для защиты системы, когда доступно слишком много света».
До сих пор никто точно не знал, как растения избегают этой токсичности в солнечные дни. Это важный научный прорыв.
Кирхгоф написал статью вместе с соавторами Стефани Титц, Рикардой Хёнер и Элис Олсон из WSU, а также Мишель Лойенбергер и Грэмом Р. Флемингом из Калифорнийского университета в Беркли.
Как это работает
В статье исследователи разработали метод изучения того, как липиды, представляющие собой молекулы клеточных мембран, выполняющие различные функции, взаимодействуют с белками в хлоропластах, части клеток зеленых растений, которые фотосинтезируют свет.
Они обнаружили, что один специфический тип липидов, называемый небислойным липидом, по-видимому, контролирует переключатель, который производит светособирающий белок, когда растению достаточно света и ему нужно рассеять часть получаемой энергии.
«Мы подозревали, что этот небислойный липид играет роль в контроле структуры и функции мембранных белков», - сказал Кирхгоф. «Мы знали, что у него должна быть функция, потому что это самый распространенный липид в фотосинтетических мембранах. Мы просто не знали точно, какова будет эта роль».
Будущее использование результатов
В меняющемся климате с ростом населения выращивание большего количества продовольствия с меньшими ресурсами будет иметь важное значение. Это новое открытие может в один прекрасный день привести к методу оптимизации фотосинтеза сельскохозяйственных культур для конкретных условий, чтобы избыточная энергия не тратилась впустую, сказал Кирхгоф..
"Мы еще очень рано, но мы взволнованы тем, что мы нашли в этой статье", сказал он. «И мы продолжим использовать наш новый процесс для изучения других взаимодействий липидов и белков, чтобы посмотреть, что еще мы можем узнать».