Česky
Vědci z Centra Algatech v Třeboni odhalili další z principů, na nichž se zakládá funkčnost fotosyntetického aparátu v buňkách rostlin, řas a sinic.
Klíčovou složkou aparátu je fotosystém II, složitý komplex bílkovin, pigmentů a dalších faktorů, jehož funkce je spojena s vývojem kyslíku a je tedy zásadní pro udržení života na naší planetě. Kvůli svým unikátním fotochemickým vlastnostem je fotosystém II vnitřně nestabilní a zvláště na silném světle dochází k jeho poškození, což způsobuje tzv. fotoinhibici fotosyntézy, tj. výrazný pokles výkonnosti fotosyntetického aparátu. Fotosyntetické organismy vyvinuly unikátní mechanismus, jak rychle reagovat na fotoinhibici a opravit poškozené fotosystémy.
Mgr. Vendula Krynická a prof. Josef Komenda společně s kolegy z londýnské Imperial College publikovali nedávno v časopise Nature Plants práci, která představuje výrazně nový pohled na mechanismus opravy fotosystému II. Klíčovým krokem procesu je rozpoznání poškozených bílkovinných podjednotek fotosystému, které je třeba během opravy nahradit nově syntetizovanými kopiemi. V přírodě jde o unikátní proces, protože v drtivé většině případů buňky neřeší opravu poškozených částí bílkovinných komplexů, ale nahrazují komplexy jako celek. „Doposud nebylo vůbec jasné, jak k rozpoznání poškozených bílkovin fotosystému II dochází, a předpokládalo se, že klíčovou roli hraje právě jejich poškození. My jsme nicméně zjistili, že obě důležité podjednotky mohou být nahrazeny, i pokud vůbec poškozené nejsou, důležité je pouze jejich zpřístupnění pro degradační enzymy.“ Tak jako nedávné významné výsledky laboratoře, i tento nový objev byl získán s využitím sinice Synechocystis PCC 6803, která představuje velmi vhodný a široce používaný modelový organismus pro studium fotosyntézy. V průběhu práce byla použita série již dříve připravených mutantních kmenů, u nichž byly některé podjednotky fotosystému II odstraněny. Jde právě o ty jeho části, které obklopují centrální bílkoviny podléhající opravě během fotoinhibice. Takto „upravené“ fotosystémy II procházejí nepřetržitým cyklem oprav, přestože nevykazují žádné poškození. Ačkoli byly výsledky získány při studiu sinic, je pravděpodobné, že nově objevený princip platí i pro řasy a rostliny.
JOSEF KOMENDA,
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.