Una nueva investigación sobre una enzima que es esencial para la fotosíntesis y toda la vida en la tierra ha descubierto un hallazgo clave en su estructura que revela cómo la luz puede interactuar con la materia para hacer un pigmento esencial para la vida.
El trabajo proporciona una comprensión estructural de cómo funciona una enzima activada por la luz involucrada en la síntesis de clorofila. Las enzimas activadas por la luz son raras en la naturaleza, con solo tres conocidas. Esta enzima en particular, llamada protoclorofilida oxidorreductasa o 'POR', es responsable de producirel pigmento vital para la clorofila en las plantas. Sin clorofila, no hay fotosíntesis ni vida vegetal.
Comprender la estructura de la enzima POR da una idea de cómo funciona una enzima natural activada por la luz. Los químicos y los biocientíficos por igual han estado fascinados por la activación de la luz de la catálisis biológica durante muchos años y comprender cómo la luz puede impulsar las reacciones enzimáticasha sido un gran desafío. La estructura revelada muestra cómo la arquitectura de la enzima permite que uno de los reactivos capture la luz y la canalice para provocar una reacción biológica crucial involucrada en la síntesis de clorofila. La comprensión de estos conceptos fundamentales debería tener implicaciones importantes para el diseño de nuevoscatalizadores químicos y bioquímicos activados por la luz que son cada vez más importantes en el uso de enzimas en la fabricación de productos químicos.
La investigación dirigida por la Universidad de Manchester, junto con colegas en China Academia China de Ciencias Agrícolas, Universidad de Shanghai Jiao Tong, Universidad de Tecnología de Zhejiang e Instituto Qi, se publica hoy en la revista Naturaleza . El profesor Nigel Scrutton dijo sobre el nuevo descubrimiento: "Estos estudios revelan cómo la enzima POR produce la reducción impulsada por la luz del pigmento Pchlide. Nuestros estudios proporcionan una base estructural para aprovechar la energía de la luz para impulsar la catálisis en esta importante enzima biosintética de clorofila"., que es crucial para la conversión de energía de luz a química y el flujo de energía en la biosfera "
El Dr. Derren Heyes realizó varios de los experimentos para la nueva investigación, dijo: "La estructura cristalina de esta importante enzima activada por la luz ha demostrado ser esquiva durante muchos años. Nuestro trabajo actual proporciona el eslabón perdido crucial entre la estructura de la proteína yquímica de reacción y allana el camino para estudios computacionales detallados de la reacción en el futuro "
Demostrar un aspecto tan fundamental de la vida biológica por primera vez nos dice cómo se lleva a cabo el proceso dentro de las células para permitir que ocurra la fotosíntesis. El equipo descubrió que la energía de la luz activa uno de sus sustratos, el protoclorofilida, un precursor declorofila, dentro de la enzima para conducir la ruptura del enlace 'aguas abajo' y hacer reacciones.
Este nuevo descubrimiento muestra que todavía estamos desentrañando los componentes básicos de la vida que son anteriores a los humanos por miles de millones de años. Este importante avance científico proporciona una visión estructural y física única de una reacción fundamental en la naturaleza. Esto podría abrir la puerta ala posibilidad de bioingeniería de enzimas artificiales activadas por luz en el futuro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Manchester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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