Белок для ночного роста растений

Фотосинтез преобразует солнечную энергию в химическую днем. Ночью фотосинтезирующие организмы расщепляют созданные днем сахара, крахмалы и масла для получения энергии. Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, выявило ключевой белок для этого ночного роста, связанный с построением клеточных мембран.

Международная группа под руководством Артура Гроссмана из Института Карнеги показала, что у фотосинтезирующей водоросли Chlamydomonas белок ferredoxin-5 критически важен для роста в темноте и правильной организации мембран.

Ферредоксин-5 — это небольшой железосерный белок, донор электронов для метаболических реакций. У Chlamydomonas несколько ферредоксинов, и, вероятно, каждый имеет специализированную роль.

Мутант, лишенный ферредоксина-5:

• Не мог расти в темноте и имел нарушенный метаболизм.
• Нормально рос на свету.
• В темноте демонстрировал аномальную организацию клеточных мембран, но не на свету.

Мембраны состоят из липидов (жирные кислоты + глицерин). У мутанта изменилась структура связей в жирных кислотах, что повлияло на степень их насыщения. Это, в свою очередь, изменило липидный состав и структуру мембран, нарушив протекающие на них процессы (включая фотосинтез).

Выводы указывают, что одна из реакций, которую катализирует ферредоксин-5, донируя электроны, — это изменение степени насыщения жирных кислот. В темноте он, вероятно, специфически снабжает электронами ферменты, десатурирующие жирные кислоты (на свету эту функцию может брать другой ферредоксин).

Артур Гроссман: «Эта работа определила роль ферредоксина-5 и факторы, критически важные для переключения метаболизма фотосинтезирующих организмов между днем и ночью».