Электроны выбирают альтернативный путь для предотвращения стресса растений

Исследованием руководили профессор Чикахиро Мияке, доцент Шинья Вада, и Канаэ Кадота (Университет Кобе) в сотрудничестве с профессором Амане Макино (Университет Тохоку) и доцентом Юдзи Судзуки (Университет Иватэ).
Команда профессора Мияке показала в предыдущих исследованиях, что все виды фотосинтеза, производящие кислород, используют систему окисления P700 для борьбы с окислительным стрессом.

Профессор Мияке и доктор Джайлс Джонсон (старший преподаватель Манчестерского университета) обнаружили, что окисление P700 сопровождается циклическим электронным потоком (CEF) в фотосистеме I (PSI). Этот циклический поток не нужен для линейного потока электронов, который является частью фотосинтеза, так что он делает?? Чтобы узнать больше об этом альтернативном потоке, команда проанализировала взаимодействие между электронными переносчиками, связанными с реакцией в комплексе PSI, и квантовый выход PSII [Y (II)], который оценивает уровни активности линейного электронного потока. Они использовали основную культуру: листья пшеницы.

Результаты показали, что в потоке электронов от P700 * (возбужденный P700) к ферредоксину (Fd) присутствуют переносчики электронов A0, A1, FX, FA / FB, а когда P700?(окисленный P700) накапливается, происходит рекомбинация заряда, при которой электроны поступают от электронных носителей. В P700 * происходит разделение зарядов, передача электронов электронному носителю A0 и окисление с образованием P700+. P700 + получает электроны от PSII и переводится в основное состояние.

Между тем, электроны, принятые A0, передаются в A1, FX и FA / FB и перетекают в NADP + через Fd, в конечном итоге производя NADPH (химическая энергия, используемая в фотосинтезе). Наблюдая за скоростью реакции в образцах листьев, рекомбинация зарядов между FX и P700 + может считаться доминирующим путем.
Существование рекомбинации зарядов уже было обнаружено на клеточном уровне в биохимически изолированных комплексах PSI, цианобактериях и зеленых водорослях. Однако до сих пор его роль в фотосинтезе была неясной.

Это открытие предполагает, что электроны текут от FX к P700 + в зависимости от реакционной способности P700+.
В качестве вторичного результата команда также обнаружила механизм подавления производства активных форм кислорода на основе рекомбинации зарядов. Переносчики электронов A0, A1, FX, FA / FB имеют очень низкий потенциал восстановления по сравнению с кислородом. Это говорит о том, что они могут легко передавать электроны кислороду и производить активные формы кислорода.

Выявленная рекомбинация заряда играет роль подавления взаимодействия этих электронных носителей с кислородом.
Это исследование предполагает, что циклический поток электронов, индуцированный окислением P700, характеризуется реакцией рекомбинации зарядов, которая происходит внутри комплекса PSI, включая необходимые условия и скорость циклических электронных носителей.

Следующим шагом является исследование универсальности роли рекомбинации зарядов в комплексах PSI.

Пластиковые машины