​В Институте физиологии растений имени К.А. Тимирязева (ИФР) РАН изучили строение фикобилисомной антенны цианобактерий – макромолекулярного комплекса, ответственного за фотосинтез в клетках бактерий. Ученым удалось собрать фикобилисому из отдельных белков и смоделировать ее трехмерную структуру. Об этом сообщается в журнале Photosynthesis Research. Работа выполнялась в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ).

Фикобилисома является гигантским, поглощающим энергию в световой области молекулярным комплексом в фотосинтетическом аппарате цианобактерий. Эти микроорганизмы, возникшие в ходе эволюции 2,5 млрд лет назад, стали родоначальниками оксигенного (то есть проходящего с образованием молекулярного кислорода) фотосинтеза и положили начало созданию кислородной земной атмосферы.

Фикобилисомные антенны защищают пигментный аппарат фотосинтеза за счет каротиноидзависимой растраты излишней световой энергии: после фотоактивации белок оранжевый каротиноид-протеин, или ОСР, присоединяется к фикобилисоме и перехватывает на себя поток световых квантов, защищая от разрушения как саму фикобилисому, так и реакционные центры фотосинтеза. Этот защитный механизм тушения на избыточном для фотосинтеза свету российские ученые открыли более 10 лет назад.

«Наша последняя публикация посвящена выяснению молекулярного механизма фотобиологического эффекта: как и за счет чего происходит не только присоединение ОСР к фикобилисоме, но и тушение фикобилисомы белком ОСР. Так как фикобилисома — огромный комплекс, перед нами стал вопрос, как она устроена на молекулярном или надмолекулярном уровне. Информация о ее тонкой структуре (какие белки входят в ее состав и как расположены) помогла узнать, как фикобилисома связывается с ОСР, и подтвердить предложенный нами механизм эффекта тушения», – рассказал руководитель проекта Игорь Стадничук.

За последние годы ученые провели спектральные исследования ОСР в фотоактивном и фотонеактивном состояниях, исследования фикобилисом и их компонент в клетке и в растворе при отсутствии тушения и при связывании с ОСР, построили модель конкурентной миграции энергии между хромофорами фикобилисом и от фикобилисом к реакционным центрам фотосинтеза или к ОСР. В публикации в Photosynthesis Research, посвященной молекулярному строению центральной части фикобилисомы, ее ядра, биохимики из ИФР РАН представили трехмерную модель комплекса, включающую в себя 76 полипептидов и 72 фикобилиновых хромофора.

Источники

Биохимики смоделировали фотосинтезирующий комплекс цианобактерий
Республиканский научно-технологический и информационный комплекс (bash.ru), 29/05/2017

Похожие новости

  • 05/04/2018

    Российские ученые создали первый «настоящий» 3D-принтер

    ​Российские биологи и физики создали уникальные наночастицы, позволяющие печатать трехмерные структуры произвольной формы и любых размеров в один присест с помощью обычного инфракрасного лазера.
    510
  • 09/01/2018

    Российские ученые нашли устойчивые к прорастанию гибриды пшеницы и пырея

    Биологи из Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева, Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН и ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии РАН оценили устойчивость различных сортов гибрида пшеницы и пырея к предуборочному прорастанию и нашли связанный с ней ген.
    626
  • 18/07/2017

    Ученые из Пущино при поддержке РНФ разрабатывают лечение травм мозга

    Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) под руководством кандидата биологических наук Антона Малькова разработают терапию болезней мозга, вызванных тяжелыми травмами.
    932
  • 26/12/2016

    Российские генетики разработали методику поиска ключей для подавления ВИЧ

    ​Генетики из Института иммунологии и Московского университета придумали способ, который позволит быстро выделить гены и белки, которые ВИЧ использует для заражения человеческих клеток и размножения внутри них, и найти антитела, блокирующие их работу, говорится в статье, опубликованной в Journal of Immunological Methods.
    1006
  • 31/10/2017

    Российские ученые нашли способы борьбы с рассеянным склерозом

    ​Российские ученые из Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ИБХ) РАН нашли два способа борьбы с рассеянным склерозом: целенаправленное убийство "бунтовщиков" (иммунных клеток) и "принуждение их к миру".
    674
  • 17/01/2018

    Российским химикам удалось снизить порог обнаружения онкопрепаратов в опухолевых тканях

    Ученым удалось в 10 раз снизить порог обнаружения онкопрепаратов в раковых клетках. Работа выполнена в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН. Применение этого открытия позволит анализировать воздействие лекарств на отдельные фрагменты опухоли и разрабатывать программы индивидуальной терапии для онкобольных.
    564
  • 27/02/2017

    Иван Звягин: персональная медицина будет слишком дорогой для людей

    ​Научный сотрудник Института биоорганической химии РАН Иван Звягин рассказал о том, какие проблемы стоят на пути "наук о жизни" в России и коммерциализации их результатов, почему персональная медицина пока остается мечтой и о том, почему медицинские стартапы нередко проваливаются.
    1262
  • 13/02/2018

    Академик Ольга Донцова: неэтично изменять геном эмбриона человека

    ​Выступая на Совете по науке и образованию, в котором принял участие глава государства Владимир Путин, академик Ольга Донцова рассказала о "природоподобной" технологии изменения генома CRISPR.
    628
  • 03/10/2017

    Александр Габибов: гранты РФФИ ставят нас в равные с европейскими исследователями условия

    ​Одно из белых пятен современной медицины – аутоиммунные заболевания. Некоторые из них относительно успешно лечатся, другие, например рассеянный склероз, все еще остаются неизлечимыми, а механизмы их возникновения так и не раскрыты.
    895
  • 05/12/2017

    Российские ученые создали цифровую модель почв

    ​Российские ученые из Института динамики геосфер, Института физики Земли и Почвенного института РАН вместе с коллегами из Австралийского государственного объединения научных и прикладных исследований предложили новый метод структурного (комплексного) анализа почвы: они интегрировали изображения различного масштаба в единую цифровую модель.
    617