Древний железо-серный механизм контролирует поток электронов в фотосинтезе
Баланс потока электронов через фотосинтетический аппарат критически важен для способности растений превращать солнечный свет в энергию. Учёные из Университета Пердью определили, как белок хлоропластная сенсорная киназа (CSK) чувствует этот поток.
Ключевое открытие: CSK содержит эволюционно консервативный железо-серный кластер, который действует как сенсор электронов. Коричневый цвет белка натолкнул исследователей на эту мысль.
Как работает механизм:
- Два фотосистемы (I и II) работают последовательно, соединённые пластохиноновым пулом.
- Если баланс нарушается (например, при избытке коротковолнового света), в пуле накапливаются лишние электроны, что грозит образованием опасных свободных радикалов.
- Избыточные электроны из восстановленного пластохинонового пула "перетекают" на железо-серный кластер CSK.
- Это отключает киназную активность CSK, что, в свою очередь, снимает "тормоз" с экспрессии генов фотосистемы I.
- Увеличение количества фотосистемы I восстанавливает баланс электронного транспорта.
Значение: Этот древний редокс-реактивный механизм, найденный у цианобактерий, растений и диатомовых водорослей, защищает растение от окислительного стресса, подстраивая соотношение фотосистем под условия освещения. В будущем модификация этой регуляторной цепи может помочь повысить эффективность фотосинтеза у сельскохозяйственных культур.