A fotoszintézis komplexek élettartama magasabb üzemekben Max-Planck-Gesellschaft
Kloroplasztok és fotoszintézis
A fotoszintézis során a növények a napfény energiáját használják a CO2 rögzítésére és szerves vegyületek felépítésére. Ugyanakkor a víz oxidálódik, molekuláris oxigént hoz létre. Ez a reakciósor a kloroplasztokban lokalizálódik, és két alszakaszra osztható: a fotoszintetikus elektrontranszport fényfüggő reakciói, amelyek a tilakoid membránokban játszódnak le, és amelyek redukálószereket biztosítanak NADPH formájában és kémiai energiát ATP formájában a CO2 asszimilációjához, valamint a stroma reakcióit a Calvin-ciklus kloroplasztokban előforduló reakciói közül. A Calvin-ciklus a CO2-t szénhidrátokká asszimilálja, felhasználva az ATP-t és a NADPH-t.
ATP és NADPH: A túl sok káros
A Calvin-ciklus csökkenő aktivitása alacsonyabb ATP- és NADPH-fogyasztást eredményez. A fotoszintetikus elektrontranszportot fojtani kell annak elkerülése érdekében, hogy az alternatív akceptorokhoz, különösen a molekuláris oxigénhez, hatalmas elektronkiáramlás kerüljön. Ellenkező esetben megnő a reaktív oxigénfajok (ROS) termelése, ami tönkreteheti a fotoszintézis készüléket és sejtpusztulási folyamatokat okozhat. Ezért az üzem életképessége szempontjából kulcsfontosságú a fotoszintetikus ATP- és NADPH-termelés kapacitásának a megfelelő követelményekhez való igazítása [1].
Két fehérjekomplex szabályozza a fotoszintetikus elektrontranszportot
A fotoszintetikus elektrontranszport alkalmazkodása az igényekhez főként a tilakoid membrán két fehérjekomplexének tartalmának megváltoztatásával érhető el: Egyrészt a fotoszintetikus elektrontranszport sebességkorlátozó lépését katalizáló citokróm b6f komplex (b6f) tartalma kiigazításra kerül. másokban a plasztid ATP szintáz tartalma szigorúan szabályozott. Ez utóbbi enzim komplex a fotoszintetikus elektrontranszport által felépített protonmotor erőt használja az ATP szintéziséhez. Mindkét komplex tartalma tízszeres tényezővel változhat a levélfejlődés során vagy a stresszhez való alkalmazkodás során [1].
1. ábra: A fotoszintetikus komplexek biogenezise és lebomlása magasabb rendű növényekben. További magyarázat a szövegben.