Forscher fördern Verständnis der wichtigsten Protein bei der Photosynthese

Moos entwickelt nach Algen aber vor vaskulären Pflanzen, wie Farne und Bäume, so dass sie ein interessantes Ziel für Wissenschaftler untersuchen Photosynthese, den Prozess durch welche Pflanzen wandeln Sonnenlicht zu Kraftstoff. Nun haben Forscher an das Department of Energy Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) eine Entdeckung gemacht, die beleuchten könnte wie Pflanzen entwickelt, um aus dem Ozean zu bewegen, zu landen.

Ein Forscherteam Berkeley Lab von Masakazu Iwai und Krishna Niyogi untersucht Photosystem I, ein Komplex aus mehreren Proteinen bekannt als die „Elektron-Drehscheibe“ für seine Rolle in photosynthetischen Elektronentransport geführt. Mit Kryo-Elektronenmikroskopie (Cryo-EM), wodurch ein beispielloses Maß an Auflösung, fanden sie, dass die Struktur des Proteins in einer Art Moos Physcomitrella Patens genannt ist anders als bei anderen Arten von Pflanzen wie Algen und Rasen .

Ihr Papier „eine einzigartige supramolekularen Organisation des Photosystem I die Moos Physcomitrella Patens,“ erschien in der Zeitschrift Nature Pflanzen. Iwai, die Führung und korrespondierende Autor und Forscher in Berkeley Lab Bioscience Bereich, sagte „gibt es noch einiges, dass der unbekannte über Photosynthese. Diese Studie kann uns helfen zu verstehen, Werk Terrestrialization, wie Pflanzen entwickelt, um auf dem Land ohne wässrigen Bedingungen zu leben. „

Niyogi, Biologe und der entsprechende Autor fügt hinzu: „Anpassung von Pflanzen an die terrestrische Umwelt einen großen und schwierigen Schritt in der Evolution des Lebens auf der Erde, so ist es wichtig zu verstehen, die biologische Innovationen und Prozesse, die erlaubt Dies geschieht.“

Verbessertes Verständnis von, wie Natur Photosynthese, die für fast alle die Primärproduktion von Biomasse auf der Erde verantwortlich ist durchführt, kann darüber hinaus Wissenschaftler künstlichen Photosynthese, ein Schema für die Treibstoffproduktion aus Sonnenlicht entwickeln helfen, Wasser und Kohlendioxid. Für die Studie verglichen die Forscher die Struktur des Photosystem I das Moos mit seiner Struktur in der kleinen blühenden Land Pflanze Arabidopsis Thalianaund in die Grünalge Chlamydomonas Reinhardtii. Speziell, schauten sie photosynthetische Lichtsammlung, die von einem „Supercomplex“, bestehend aus zwei Proteinkomplexe, Photosystem I und seine Licht-ernten komplexe Proteine durchgeführt wird.

Iwai arbeitete mit Patricia Grob und Eva Nogales des Berkeley Lab für die Cryo-EM imaging, die erlaubt es den Forschern, hochauflösende Bilder von der Struktur des Proteins ohne zu kristallisieren oder Flecken auf die Probe.

„Licht wird absorbiert und die Reaktion Zentren der photosysteme I und II mit fast perfekter Effizienz übertragen, und dieses Papier zeigt eine einzigartige Anordnung der Pigment-Protein-komplexe, die dieses Kunststück zu erreichen“, sagte Niyogi. „Die Arbeit hat Auswirkungen auf die Evolution der Photosynthese in Pflanzen, weil der Organismus, dass wir – Physcomitrella (Moos) – Studium ein Vertreter eines der frühesten Abstammungen der Landpflanzen, ist so wir einen Überblick, welche das Licht-ernten bekommen Antenne kann während Land Plant Evolution ausgesehen haben.“

Weitere Informationen:
Masakazu Iwai Et Al, eine einzigartige supramolekularen Organisation des Photosystem I das Moos Physcomitrella Patens, Natur Pflanzen (2018). DOI: 10.1038/s41477-018-0271-1

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