Структура фотосинтетического белка, собирающего и улавливающего инфракрасный свет

Учёные из Университета Шеффилда определили структуру фотосинтетического белка, чтобы понять, как он преобразует ближний инфракрасный свет в электрический заряд.

Новое исследование даёт новаторское представление об эффективности и пределах жизненно важного процесса — фотосинтеза.

Растения и водоросли используют хлорофилл для поглощения энергии Солнца для фотосинтеза на длинах волн до 720 нм — в красной части спектра, на пределе видимости для человеческого глаза. Однако некоторые бактерии могут расширять границы используемой энергии до длин волн в ближней инфракрасной области.

Пионерское исследование было проведено на фотосинтетическом комплексе LH1-RC из бактерии Blastochloris viridis, которая может собирать и использовать свет с длиной волны более 1000 нм.

Структура этого комплекса, определённая с помощью криоэлектронной микроскопии, показывает, как он преобразует ближний инфракрасный свет в электрический заряд для питания клеточного метаболизма, что позволяет этой бактерии жить на экстремальном красном пределе фотосинтеза на Земле.

Профессор Нил Хантер, ведущий автор исследования: «Фотосинтез — основной источник энергии для всей жизни на Земле, поэтому важно изучить пределы этого процесса, чтобы понять, как расширить спектральный охват и повысить эффективность фотосинтеза».

Исследование, опубликованное в журнале Nature, является первым, в котором криоэлектронная микроскопия использована для определения структуры фотосинтетического комплекса с таким уровнем детализации, и первым, в котором получена структура комплекса, использующего свет на таких экстремально длинных красных волнах.

Исследование проводилось совместно с Центром электронной био-визуализации, источником Diamond и Центром структурной молекулярной биологии Астбери в Университете Лидса.

Теперь исследователи намерены установить наиболее важные факторы, определяющие функцию этого комплекса, с точки зрения задействованных белков и пигментов.