Учёные представили новый подход к анализу 3D-структуры искусственного фотосинтетического антенного комплекса

Исследователи из Университета префектуры Осака раскрыли трёхмерную структуру искусственного антенного белкового комплекса для фотосинтеза — светособирающего комплекса II (LHCII) — и показали, что он очень близко повторяет свой природный аналог. Это открытие — значительный шаг в понимании того, как растения собирают и используют солнечную энергию, и прокладывает путь для инноваций в области искусственного фотосинтеза.

Исследование под руководством доцента Рицуко Фудзии и аспиранта Соитиро Сэки было опубликовано в PNAS Nexus.

• Роль LHCII: LHCII — самый распространённый пигмент-белковый комплекс в хлоропластах растений и зелёных водорослей. Он отвечает за захват солнечного света и эффективную передачу энергии для запуска фотосинтеза.
• Проблема имитации: Создать искусственный аналог сложного LHCII, состоящего из множества белков и пигментных молекул, и проверить его точность — сложная задача.
• Новый метод: Учёные использовали технику in vitro реконституции (синтез белковой части LHCII в E. coli с последующим добавлением природных пигментов и липидов) для создания комплекса, а затем применили криоэлектронную микроскопию (метод, отмеченный Нобелевской премией по химии 2017 года) для анализа его 3D-структуры.
• Результат: Анализ показал, что созданный в лаборатории LHCII был практически идентичен природной версии, с лишь незначительными отличиями.
• Значение: Эти результаты подтверждают эффективность метода in vitro реконституции и открывают новые возможности для изучения внутренней работы LHCII и его роли в фотосинтезе.

«Наш результат обеспечивает не только структурную основу для реконституции LHCII, но и позволяет оценивать его функции на основе этой структуры», — отметила профессор Фудзии. Это закладывает основу для будущих исследований молекулярных механизмов, с помощью которых растения используют солнечный свет для химических реакций.