i

Aktuální číslo:

2022/11

Téma měsíce:

Cytoskelet

Jak vzniká „dirigent“ fotosyntetického přenosu elektronů?

 |  31. 10. 2022
 |  Vesmír 101, 664, 2022/11

Při fotosyntéze se transformuje světelná energie na energii chemickou, ukládanou do sloučenin bohatých na energii (makroergických). Děj probíhá v tylakoidech, zelených membránových váčcích uvnitř chloroplastů (Vesmír 98, 518, 2019/9 a 99, 616, 2020/11). V chlorofylproteinovém komplexu zvaném fotosystém dva probíhá fotolýza vody a uvolňování kyslíku. Uvolněné elektrony jsou odtud transportovány do fotosystému jedna, protony se hromadí v lumen tylakoidu. V centru reakcí oxygenní fotosyntézy, závislých na světle, leží komplex cytochromů zvaný cytochrom b6f (cytb6f), který propojuje oba fotosystémy pomocí oxidace a redukce „dálkových“ přenašečů elektronů, plastochinonu a plastocyaninu. Cytochromy jsou proteiny vázané na membrány. Obsahují hemovou skupinu s iontem železa, který se při přenosu elektronu reverzibilně redukuje a oxiduje (viz obr.).

Cytb6f je velmi složitý proteinový komplex v tylakoidní membráně. Reguluje zastoupení lineárního a cyklického přenosu elektronů při fotosyntéze podle toho, jak se mění kvantita a kvalita slunečního záření. Jako redoxní senzor fotosyntetického aparátu se účastní také regulace exprese genů důležitých pro fotosyntézu. Je proto možným cílem genového inženýrství, usilujícího o zvýšení rostlinné produkce. Stejně jako ostatní komplexy fotosyntetického přenosu elektronů je to „nanostrojek“ nepatrných rozměrů. Tloušťka lipidové membrány, do níž je zabudován, je asi sedm nanometrů, tedy sedm miliontin milimetru.

Dosud bylo málo známo o tom, jak cytb6f, tento „dirigent“ fotosyntetického přenosu elektronů, v chloroplastech vzniká. Nyní víme, že počátek jeho skládání zprostředkuje protein DEIP1, vázaný na tylakoidní membrány. Jeho název, DE-ETIOLATION-INDUCED PROTEIN 1, ukazuje na jeho úlohu při zelenání neboli deetiolaci děložních listů. Je nezbytný pro fotoautotrofní růst rostlin. DEIP1 interaguje s podjednotkami komplexu cytb6f, cytochromem f a cytochromem b6, což jsou proteiny kódované chloroplastovou DNA. Cytb6f obsahuje řadu dalších podjednotek a výsledně je to dimer složený ze dvou identických monomerů. V poznání, jak se tento klíčový komplex tvoří, jsme ovšem na počátku.

Sandoval-Ibáňez O. et al.: Nature Communications, 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-31758-7

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie, Botanika, Biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Jaromír Kutík

Doc. RNDr. Jaromír Kutík, CSc., (*1948) vystudoval fyziologii rostlin na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Jako emeritus se na této fakultě věnuje zejména rostlinné cytologii.
Kutík Jaromír

Doporučujeme

Léčba před narozením

Léčba před narozením audio

Jaroslav Petr  |  17. 11. 2022
Smrtelnou, dědičnou Pompeho chorobu, které těžce postihuje už novorozence, léčili lékaři ještě před narozením dítěte tak, že postiženému plodu...
Mentální anorexie a mikrobiom

Mentální anorexie a mikrobiom

S pozměněným či nepříznivým složením mikrobioty dnes spojujeme nejrůznější onemocnění. Dysbióza se popisuje u idiopatických střevních zánětů,...
Vojna proti ukrajinskej kultúre

Vojna proti ukrajinskej kultúre uzamčeno

Roman Liubun  |  31. 10. 2022
Ako ospravedlnenie svojich plánov na ovládnutie Ukrajiny predniesol Vladimír Putin 21. februára tohto roku krátku „prednášku“ z histórie. V jeho...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné