Překvapivý objev: Skrytý proteinový přepínač řídí fotosyntézu a pomáhá rostlinám adaptovat se na světlo

Vědci objevili dosud neznámý regulační mechanismus fotosyntézy u jednobuněčné zelené řasy *Chlamydomonas reinhardtii*.

Vědci objevili dosud neznámý regulační mechanismus fotosyntézy u jednobuněčné zelené řasy *Chlamydomonas reinhardtii*. Tento objev, publikovaný v časopise Nature Plants, ukazuje, jak se rostliny dokážou přizpůsobit měnícím se světelným podmínkám díky klíčové interakci proteinů.

Tým vedený profesorem Michaelem Hipplerem a doktorem Felixem Buchertem z Institutu rostlinné biologie a biotechnologie na Univerzitě v Münsteru zkoumal interakci mezi komplexem cytochromu b6f, který je důležitý pro fotosyntézu v chloroplastech, a proteinovou kinázou STT7. Tato interakce představuje ústřední krok v procesu takzvaných stavových přechodů. Tyto přechody umožňují rostlinám vyrovnávat kapacity fotosystémů I a II pro sběr světla, čímž zajišťují efektivní přísun chemické energie pro růst i za dynamických světelných podmínek.

Předchozí výzkumy již potvrdily, že komplex cytochromu b6f aktivuje proteinovou kinázu STT7. Současné zkoumání však odhalilo, že aktivita kinázy je regulována zpětnovazebnou smyčkou: STT7 fosforyluje podjednotku komplexu cytochromu b6f nazvanou PetD na specifické pozici, threoninu 4. Tato fosforylace následně vede k deaktivaci samotné kinázy. Tento mechanismus zabraňuje přehnané aktivaci a zajišťuje přizpůsobenou reakci na změny světla.

Fotosyntéza probíhá v chloroplastech, které fungují jako „elektrárny“ rostlinných buněk. Obsahuje dvě fotochemická reakční centra, fotosystémy I a II, jež optimálně pracují pod světlem různých vlnových délek. Absorpce světelné energie těmito fotosystémy umožňuje transport elektronů v rámci molekulárního fotosyntetického aparátu a pohání přeměnu světelné energie na chemickou. Pro studii vědci kombinovali genetické metody s měřením fotosyntetického výkonu a biochemickými analýzami. Prokázali, že různé narušení takzvané N-terminální oblasti PetD může zhoršit jak funkci komplexu cytochromu b6f, tak aktivaci STT7, což naznačuje jeho ústřední roli v tomto procesu. Na výzkumu se kromě skupiny z německého Münsteru podíleli také vědci ze Stanfordovy univerzity a Sorbonnské univerzity ve Francii.