Новый метод in vitro позволил заглянуть в «мастерскую» хлоропластов

Исследовательская группа под руководством профессора Даньи Шюнеманн из Рурского университета в Бохуме разработала новый метод in vitro, чтобы изучить, как строится жизненно важный для фотосинтеза белок D1.

Непрерывный цикл ремонта

Работа была посвящена биогенезу белковых комплексов в хлоропластах, в частности формированию белка D1 — ключевого компонента фотосистемы II. Этот белок встроен в тилакоидную мембрану и постоянно повреждается, особенно при сильном свете, что требует его постоянной деградации и восстановления.

«Этот процесс деградации и реконструкции, как и de novo синтез всей фотосистемы, невероятно сложен», — говорит Данья Шюнеманн.

Наблюдение за рибосомами за работой

Чтобы лучше понять эти механизмы, команда разработала новый метод in vitro. Он впервые позволил очистить рибосомы непосредственно в момент, когда они синтезируют белок D1.

«До сих пор можно было очистить рибосомы только в целом. Теперь мы можем, так сказать, заглянуть им через плечо во время работы», — объясняет Шюнеманн.

Исследователи также определили, какие дополнительные факторы, помимо рибосом, участвуют в сборке D1. Они идентифицировали около 140 белков — как уже известных из других процессов, так и ранее не описанных.

Для углубленного анализа команда выбрала особенно заметный белок — STIC2. Учёные показали, что этот белок тесно взаимодействует с другим белком, SRP54, в процессе формирования и ремонта D1.

«STIC2 взаимодействует с определёнными структурами в тилакоидных мембранах, что критически важно для правильного встраивания D1 и, предположительно, других центральных белков фотосистем в мембрану», — говорит Шюнеманн.

Результаты опубликованы в журнале EMBO Journal 27 августа 2024 года.