mff2024mff2024mff2024mff2024mff2024mff2024
i

Aktuální číslo:

2024/2

Téma měsíce:

Faleš

Obálka čísla

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

Pravá faleš, nebo falešná pravda

Pravá faleš, nebo falešná pravda uzamčeno

Halina Šimková, Jan Strojil  |  5. 2. 2024
Žádná společnost na světě nemá tolik prostředků či energie, aby dokázala efektivně bojovat proti všem podezřením z ohrožení. Používáme proto...
Koho balamutí tořiče

Koho balamutí tořiče uzamčeno

Jiří Sádlo  |  5. 2. 2024
Vstavačovité tořiče, rod Ophrys, jsou hodně složité a osobité. Dlouho se ví a říká, že klamou své hmyzí opylovače. Méně se připouští, že...
20 let s grafenem

20 let s grafenem uzamčeno

Jan Kunc  |  5. 2. 2024
Grafen, dvoudimenzionální alotrop uhlíku, vyvolal velkou vlnu pozornosti v roce 2004. Jak se tento význačný vědecký směr formoval, jaké byly jeho...