Ученые впервые извлекли из бактерии полный центр фотосинтеза

Роберт Бланкеншип из университета Вашингтона в Сент-Луисе (США) и его коллеги при помощи остроумной генетической модификации впервые извлекли фотосинтезирующий центр, фотосистемы I и II и обслуживающие их белки из цианобактерии и не повредили их. Это поможет существенно ускорить разработку искусственных аналогов зеленых «энергостанций».
 

Фотосистемы I и II помогают растениям и бактериям превращать энергию света в питательные вещества. Несмотря на то, что работа и структура этих систем хорошо изучены, их взаимодействие и расположение внутри клетки  оставались для ученых загадкой.

В рамках нового исследования исследователи вставили в геном микробов из рода Synechocystis особую последовательность нуклеотидов, содержащую инструкции по синтезу белковых меток, которые были прикреплены к поверхности фотосистем и другим частям центра фотосинтеза. 

Белковые метки «сшили» фотосистемы и другие элементы данного комплекса – это не только увеличило их прочность, но и позволило найти их и извлечь, ухватившись за одну из меток на поверхности фотосистемы II. Набрав достаточное количество таких комплексов,  ученым удалось изучить химическую и трехмерную структуру фотосистем и проследить за работой светособирающей белковой «антенны» при облучении светом.

Данное исследование позволило ученым выяснить, к примеру, что антенны всего за одну триллионную долю секунды захватывают фотон и передают электрон в другие части центра фотосинтеза. Ученые надеются, что результаты исследования  помогут повысить в несколько раз эффективность фотосинтеза в листьях культурных растений.