3.3 C
بروكسل
الاثنين، ديسمبر شنومكس، شنومكس

دقة لا مثيل لها: الباحثون يكشفون عن معلومات جديدة حول التمثيل الضوئي

إخلاء المسؤولية: المعلومات والآراء الواردة في المقالات هي تلك التي تنص عليها وهي مسؤوليتهم الخاصة. النشر في The European Times لا يعني الموافقة تلقائيًا على وجهة النظر ، ولكن الحق في التعبير عنها.

المزيد من المؤلف

التمثيل الضوئي هو العملية التي تقوم من خلالها النباتات والكائنات الحية الأخرى بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.


يكشف النظام الضوئي I في النباتات عن وجه غير مراقب حتى الآن / فحص جزيئي بدقة عالية.

التمثيل الضوئي هو أهم أساس للحياة على الأرض. في ذلك ، يتم إنتاج الكتلة الحيوية والسكر من طاقة ضوء الشمس بواسطة النباتات والطحالب وحيدة الخلية. يتم إطلاق الأكسجين أيضًا خلال هذه العملية. الآن ، ولأول مرة ، هيكل مركب بروتيني جديد يحفز عمليات تحويل الطاقة فيه

التركيب الضوئي
التمثيل الضوئي هو كيفية استخدام النباتات وبعض الكائنات الحية الدقيقة لأشعة الشمس لتكوين الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون والماء.

"data-gt-translate-attributes =" [{"attribute": "data-cmtooltip"، "format": "html"}] "> تم تحديد التمثيل الضوئي بواسطة علماء البيوتكنولوجيا النباتية وعلماء الأحياء التركيبية من جامعات مونستر (ألمانيا ) وستوكهولم (السويد).

مركب البروتين هذا هو النظام الضوئي الأول ، والذي يُعرف بمركب بروتين واحد (مونومر) في النباتات. البروفيسور مايكل هيبلر من

جامعة مونستر
تأسست جامعة مونستر عام 1780 (بالألمانية: Westfälische Wilhelms-Universität Münster ، WWU) هي جامعة عامة تقع في مدينة مونستر ، شمال الراين وستفاليا في ألمانيا. يقدم مجموعة واسعة من الموضوعات عبر العلوم والعلوم الاجتماعية والعلوم الإنسانية مع أكثر من 120 مجالًا للدراسة في 15 قسمًا.

”data-gt-translate-attributes =” [{“attribute”: ”data-cmtooltip”، “format”: ”html“}] ”> قاد جامعة مونستر والبروفيسور أليكسي أمونتس من جامعة ستوكهولم فريقًا من الباحثين الذي أظهر لأول مرة أن اثنين من مونومرات النظام الضوئي XNUMX في النباتات قد يجتمعان معًا على شكل ثنائى ووصف التركيب الجزيئي لهذا النوع الجديد من الآلات الجزيئية.


النتائج التي تم نشرها مؤخرًا في المجلة النباتات الطبيعة، توفر رؤى جزيئية في عملية التمثيل الضوئي بدرجة دقة لا مثيل لها حتى الآن. قد يساعدون في الاستفادة من القوة الاختزالية (الرغبة في التخلي عن الإلكترونات) للنظام الضوئي بشكل أكثر فاعلية في المستقبل ، على سبيل المثال ، لإنتاج الهيدروجين كمصدر للطاقة.

الخلفية: هناك نوعان من مجمعات التمثيل الضوئي ، تسمى نظامي الصور الأول والثاني ، والتي تعمل في أفضل حالاتها في حالة الضوء ذي الأطوال الموجية المختلفة. يتيح امتصاص الطاقة الضوئية في النظامين الضوئيين الأول والثاني إمكانية نقل الإلكترونات داخل "آلة التمثيل الضوئي" الجزيئية ، مما يؤدي إلى تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية. في هذه العملية ، تنتقل الإلكترونات من النظام الضوئي الأول إلى بروتين الفيروكسين.

في الطحالب الخضراء ، يمكن للفيروكسين أن ينقل الإلكترونات الناشئة أثناء عملية التمثيل الضوئي إلى إنزيم يسمى الهيدروجيناز ، والذي ينتج بعد ذلك الهيدروجين الجزيئي. يتم إنتاج هذا الهيدروجين الجزيئي من خلال مدخلات الطاقة الضوئية ، مما يعني أنه يتم إنتاجه بشكل متجدد وقد يكون قادرًا على العمل كمصدر مستقبلي للطاقة. طرح الباحثون على أنفسهم السؤال التالي: "كيف يرتبط إنتاج الهيدروجين الضوئي بالديناميات الهيكلية لنظام المونومر والثنائي الضوئي الأول؟


النتائج بالتفصيل

نظام الصور الأول homodimer من الطحالب الخضراء كلاميدوموناس رينهاردتي يتكون من 40 وحدة بروتينية فرعية مع 118 حلزونيًا عبر الغشاء يوفر هيكلًا لـ 568 صبغة من أصباغ التمثيل الضوئي. باستخدام المجهر الإلكتروني المبرد ، أظهر الباحثون أن عدم وجود وحدات فرعية مع التعيين PsaH و Lhca2 يؤدي إلى اتجاه رأس إلى رأس لنظام ضوئي مونومر I (PSI) وبروتينات حصاد الضوء المرتبطة به (LHCI). يعتبر بروتين Lhca9 الذي يحصد الضوء هو العنصر الأساسي الذي يوفر هذا الثنائى.

في الدراسة ، حدد الباحثون نموذج PSI-LHCI الأكثر دقة والمتوفر بدقة تبلغ 2.3 ngström (واحد Ångström يتوافق مع واحد على عشرة ملايين من المليمتر) ، بما في ذلك مرسل الإلكترون المرتبط بلاستوسيانين ، وقاموا بتخصيص الهوية الصحيحة و التوجيه لجميع الأصباغ ، وكذلك إلى 621 جزيء ماء التي تؤثر على مسارات نقل الطاقة. فيما يتعلق بفقدان الجين الثاني (pgr5) ، ينتج عن التنظيم النازل المستحث وراثيًا للوحدة الفرعية Lhca2 إنتاج فعال للغاية للهيدروجين في الطفرة المزدوجة. كما يقول مايكل هيبلر ، "إن استنفاد Lhca2 يعزز تكوين ثنائى PSI ، ولذا فإننا نقترح أن الهيدروجيناز قد يفضل استهداف إلكترونات التمثيل الضوئي من ثنائى PSI ، كما اقترحنا في عملنا السابق. يمكّننا هيكل ثنائيات PSI من إجراء تعديلات جينية مستهدفة من أجل اختبار فرضية تحسين إنتاج الهيدروجين من خلال ثنائيات PSI. "

المرجع: "نظام ضوئي الطحالب الأول ونموذج عالي الدقة لمركب PSI-plastocyanin" بقلم أندرياس ناشبرغر ، ولورا موسباتش ، وفيكتور توباسون ، وسيباستيان كوهلجرت ، ومارتن شولز ، وأنيماري بيريز-بويريما ، وثي ثو هواي هو ، وأندريه فيدال-ميريليس ، يويشيرو تاكاهاشي ، مايكل هيبلر ، وأليكسي أمونتس ، 13 أكتوبر 2022 ، النباتات الطبيعة.
DOI: 10.1038/s41477-022-01253-4


- الإعلانات -

اترك تعليق

- الإعلانات -
- الإعلانات - بقعة_صورة

يجب أن يقرأ

أحدث المقالات