Продължителност на живота на комплексите за фотосинтеза във висшите растения Max-Planck-Gesellschaft
Хлоропласти и фотосинтеза
При фотосинтезата растенията използват енергията на слънчевата светлина, за да фиксират CO2 и да изграждат органични съединения от него. В същото време водата се окислява, създавайки молекулярен кислород. Тази последователност от реакции е локализирана в хлоропластите и може да бъде разделена на две под-стъпки: зависимите от светлината реакции на фотосинтетичния електронен транспорт, които протичат в тилакоидните мембрани и осигуряват редуциращи агенти под формата на НАДФН и химическа енергия под формата на АТФ за асимилация на СО2, и тези в стромата на хлоропластите, протичащи реакции от цикъла на Калвин. Цикълът на Калвин асимилира CO2 във въглехидрати, консумирайки ATP и NADPH.
ATP и NADPH: Твърде много е вредно
Намаляващата активност на цикъла на Калвин води до по-ниска консумация на ATP и NADPH. Фотосинтетичният електронен транспорт трябва да бъде регулиран, за да се избегне масивното изтичане на електрони, свързани с това, към алтернативни акцептори, особено молекулярния кислород. В противен случай би имало повишено производство на реактивни кислородни видове (ROS), които биха могли да разрушат апарата за фотосинтеза и да причинят процеси на клетъчна смърт. Следователно е от решаващо значение за жизнеспособността на централата да се адаптира капацитетът на фотосинтетично производство на ATP и NADPH към съответните изисквания [1].
Два протеинови комплекса регулират фотосинтетичния електронен транспорт
Адаптирането на фотосинтетичния електронен транспорт към търсенето се постига главно чрез промяна на съдържанието на два протеинови комплекса в тилакоидната мембрана: От една страна, се коригира съдържанието на цитохромния b6f комплекс (b6f), който катализира ограничаващата скоростта стъпка на фотосинтетичния електронен транспорт. при други нивото на пластидна АТФ синтаза също е строго регулирано. Последният ензимен комплекс използва протонната двигателна сила, изградена от фотосинтетичния електронен транспорт за синтеза на АТФ. Съдържанието на двата комплекса може да се промени с повече от десет коефициента по време на развитието на листата или при адаптация към стреса [1].
Фиг. 1: Биогенеза и разграждане на фотосинтетични комплекси във висшите растения. Допълнително обяснение в текста.