Las plantas convierten el agua y el dióxido de carbono en azúcares y oxígeno mediante la fotosíntesis. Por lo tanto, la fotosíntesis es parte integral de la vida tal como la conocemos y ha sido ampliamente investigada por investigadores de todo el mundo.
Sin embargo, la fotosíntesis es un proceso microscópico complejo y algunos de sus aspectos aún no se comprenden bien. Por ejemplo, el fotosistema I PSI es un sistema de proteínas complicado involucrado en la fotosíntesis. PSI forma complejos con ferredoxina Fd de forma reversible que median la transferenciade electrones derivados del agua. El complejo PSI-Fd no se ha caracterizado completamente y las interacciones a nivel atómico entre PSI y Fd en el complejo siguen sin estar claras a pesar de su importancia como enlaces en la cadena fotosintética. Esto es porque es difícil analizar elinteracciones débiles en un sistema de proteínas tan complejo, que en parte es causado por las interacciones de unión débiles en el complejo, lo que dificulta la cristalización.
Una colaboración internacional dirigida por la Universidad de Osaka recientemente hizo un gran avance en el conocimiento del complejo PSI-Fd al recopilar datos estructurales de rayos X para este complejo aislado de un tipo de cianobacterias de aguas termales. Genji Kurisu y sus colaboradores cultivaron bacterias, purificaron el PSI-Fd complejo, y luego crecieron cristales del complejo. Los datos de rayos X para los cristales se recopilaron y resolvieron posteriormente. Los datos de rayos X para el complejo proporcionaron información interesante; en particular, que no todas las interacciones PSI-Fd fueronmismo. Los resultados se informaron en Plantas naturales .
"Descubrimos que la estructura cristalina del complejo PSI-Fd contenía dos trímeros PSI y seis Fds unidos en cada unidad asimétrica cristalográfica", dice Kurisu. "Los Fds no eran equivalentes porque estaban ubicados a diferentes distancias de PSI;es decir, Fd tenía estados de unión fuertes y débiles en el complejo PSI-Fd ".
Los hallazgos del grupo fueron corroborados por los resultados de una caracterización adicional del complejo PSI-Fd mediante mediciones espectroscópicas y cromatográficas, que también indicaron que Fd tenía dos estados de unión diferentes en el complejo. Al considerar todos sus hallazgos experimentales, los investigadores desarrollaron unmecanismo para explicar la formación de dos estados de unión de Fd en el complejo PSI-Fd.
"Proponemos que la unión de Fd a PSI reduce la simetría de la estructura tridimensional de PSI", explica un profesor asociado, Hideaki Tanaka, en el equipo. "Esto induce un movimiento de pistón de una de las subunidadesde PSI para proporcionar un complejo que muestra la transferencia rápida de electrones a través de PSI desde el donante Cyt c6 hasta el aceptor Fd ".
Se cree que el movimiento en forma de pistón de la subunidad PSI actúa posiblemente como una señal molecular a través de la membrana celular para estimular la transferencia rápida de electrones.
Los hallazgos del equipo pueden proporcionar pistas para permitir la optimización de la fotosíntesis artificial para obtener productos químicos complejos a partir de dióxido de carbono, agua y luz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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