Los científicos han resuelto la estructura de uno de los componentes clave de la fotosíntesis, un descubrimiento que podría llevar a la fotosíntesis a ser 'rediseñada' para lograr mayores rendimientos y satisfacer las necesidades urgentes de seguridad alimentaria.
El estudio, dirigido por la Universidad de Sheffield y publicado hoy en la revista. Naturaleza, revela la estructura del citocromo b6f, el complejo proteico que influye significativamente en el crecimiento de las plantas a través de la fotosíntesis.
La fotosíntesis es la base de la vida en la Tierra que proporciona los alimentos, el oxígeno y la energía que sustentan la biosfera y la civilización humana.
Utilizando un modelo estructural de alta resolución, el equipo descubrió que el complejo de proteínas proporciona la conexión eléctrica entre las dos proteínas de clorofila (Photosystems I y II) que se encuentran en el cloroplasto de células vegetales que convierten la luz solar en energía química.
Lorna Malone, la primera autora del estudio y estudiante de doctorado en el Departamento de Biología Molecular y Biotecnología de la Universidad de Sheffield, dijo: "Nuestro estudio proporciona nuevas ideas importantes sobre cómo el citocromo b6f utiliza la corriente eléctrica que lo atraviesa para encenderlo". batería de protones ". Esta energía almacenada se puede utilizar para producir ATP, la moneda energética de las células vivas. En última instancia, esta reacción proporciona la energía que las plantas necesitan para convertir el dióxido de carbono en carbohidratos y biomasa que sustentan la cadena alimentaria mundial".
El modelo estructural de alta resolución, determinado mediante microscopía crioelectrónica de una sola partícula, revela nuevos detalles del papel adicional del citocromo b6f como sensor para ajustar la eficiencia fotosintética en respuesta a las condiciones ambientales en constante cambio. Este mecanismo de respuesta protege a la planta del daño durante la exposición a condiciones severas como la sequía o el exceso de luz.
El Dr. Matt Johnson, lector de Bioquímica de la Universidad de Sheffield y uno de los supervisores del estudio, agregó: "El citocromo b6f es el corazón de la fotosíntesis que desempeña un papel crucial en la regulación de la eficiencia fotosintética.
"Estudios anteriores han demostrado que al manipular los niveles de este complejo podemos cultivar plantas más grandes y mejores. Con los nuevos conocimientos que hemos obtenido de nuestra estructura podemos esperar rediseñar racionalmente la fotosíntesis en las plantas de cultivo para lograr los rendimientos más altos que necesitamos con urgencia. sostener una población global proyectada de 9-10 mil millones para 2050 ".
La investigación se realizó en colaboración con el Centro Astbury de Biología Molecular Estructural de la Universidad de Leeds.
Los investigadores ahora tienen como objetivo establecer cómo el citocromo b6f está controlado por una miríada de proteínas reguladoras y cómo estos reguladores afectan la función de este complejo.
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Materiales proporcionados por Universidad de sheffield. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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