Специалисты из Японии и Китая охарактеризовали светособирающую систему хламидомонады (Chlamydomonas reinhardtii), распространенной одноклеточной водоросли. Проект улучшил понимание молекулярных процессов в этих микроорганизмах при разных условиях.
Исследование было проведено командами докторов Лю Чжэньфэня из Института биофизики Китайской академии наук и Джуна Минагавы из японского Государственного института фундаментальной биологии, сообщает phys.org. Его результаты опубликованы в Nature Plants.
Кислородный фотосинтез водорослей и растений зависит от молекул фотосистемы II (PSII), светособирающего комплекса II (LHCII) и связанных субкомплексов, превращающих лучи в химическую энергию. Так, PSII катализирует расщепление воды на фотоны и кислород. Для эффективного поглощения энергии последних она собирается с LHCII в периферической области.
Ученые десятилетиями используют хламидомонаду как модельный вид для исследований и платформы для производства ценных веществ, вроде биотоплива и фармацевтического сырья. Молекулы PSII и LHCII соединяются, формируя C2S2M2L2 – крупнейший известный суперкомплекс в водорослях или растениях, вместе с меньшим комплексом C2S2-типа.
Команда определила структуры обоих продуктов с помощью криоэлектронной микроскопии. Ученые также расшифровали подробности механизмов сборки и передачи энергии суперкомплексов.
Проект показал, что тример LHCII прочно связан с ядром PSII, содержащим 3 отдельных подблока, LhcbM1, LhcbM2 и LhcbM3. Пара специальных липидных молекул регулирует взаимодействие первого с антенной фотосистемы CP43. Команда также обнаружила, что 2 умеренно (M-LHCII) и 2 слабо (L-LHCII) связанных тримера крепятся к периферической области суперкомплекса C2S2, провоцируя формирование C2S2M2L2.
Проанализировав последний, ученые обнаружили, что антенны CP29 содержат CP26 несколько специфических для зеленых водорослей регионов, отсутствующих у гомологов наземных растений. Эти участки соединяют L-LHCII и M-LHCII, стабилизируя получившуюся структуру. С помощью количественного анализа авторы выявили множество путей передачи энергии, объясняющих фундаментальные шаги светособирающего механизма зеленых водорослей.
Новости партнеров
Комментарии
Источник: