I ricercatori dell'Università del Queensland e dell'Università di Münster (WWU) hanno purificato e visualizzato il supercomplex del ciclo di elettrocardiogramma (CEF), un componente chiave di tutti i meccanismi di fotosintesi delle piante che aiutano a guidare la prossima generazione di biologia solare. Lo sviluppo della tecnologia.
Questa scoperta, in collaborazione con il team di scienziati internazionali dell'Università di Basilea, l'Università di Okayama e l'Università del New South Wales, è stata pubblicata negli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze e fornisce nuove informazioni sul processo di fotosintesi a livello molecolare.
Entro il 2050, avremo bisogno di aumentare il carburante del 50%, il 70% del cibo e il 50% dell'acqua pulita per soddisfare i bisogni di tutti gli esseri umani.Il professor Ben Hankamer dell'Istituto UQs per le scienze biologiche molecolari ha affermato che basato sul La tecnologia delle microalghe fotosintetiche ha il potenziale per svolgere un ruolo importante nel soddisfare queste esigenze: è a capo del Centro per la biotecnologia solare e comprende meglio come questi microbi catturano e immagazzinano l'energia solare a livello molecolare, Promuoverà lo sviluppo della biotecnologia basata sul solare.
Coltura di microalghe che cresce rapidamente in acque reflue e condizioni di luce.
Per oltre tre miliardi di anni, piante, alghe e batteri blu-verdi hanno sviluppato sofisticate operazioni su scala nanometrica che consentono loro di eseguire la fotosintesi, in cui l'energia solare viene catturata e immagazzinata sotto forma di energia chimica.
Questa energia chimica esiste sotto forma di molecole di ATP e molecole NADPH, che sono fondamentali per molti processi cellulari.
ATP e NADPH consentono agli organismi fotosintetici di crescere e mentre crescono producono ossigeno atmosferico, cibo e carburante che supportano la vita sulla Terra.Il professor Hippler dice di essere a WWUs Plant Biology and Biology. Lavoro tecnico dell'Istituto
Fotosintesi ha due modi: un flusso lineare di elettroni (LEF) e il flusso di elettroni ciclico (CEF) per un funzionamento efficace in condizioni di luce variabili, organismo fotosintetico deve essere bilanciato dalla luce assorbe energia e di cui ha bisogno, ATP. E NADPH. Fa questo costantemente sintonizzando la relazione tra le due modalità.
Una delle forme di fotosintesi: flusso di elettroni circolanti (immagine da leavingbio.net)
Due forme di fotosintesi: flusso di elettroni lineare (Immagine da leavingbio.net) C'è la prova biochimica che una condizione nota come macromolecolare flusso ciclico di elettroni (CEF) super-complesso gioca un ruolo chiave nel processo di messa a punto. Tuttavia, il Prof. Hankamer detto, a causa della sua natura dinamica, questo è difficile da I supercompositi sono usati per la determinazione strutturale.
Per risolvere questo problema, i gruppi di ricerca utilizzano purificazione e caratterizzazione di complessi metodi CEF complesso ultra da microalghe, e la struttura analizzata al microscopio elettronico.
Al fine di trovare super-complesso, i ricercatori hanno preso la briga di estrarre circa 500.000 da complessi di proteine microalghe in cui solo 1000 sono CEF ultra-complesso.
Analisi strutturale rivela come il sistema ottico di raccolta della luce composito e un b6f citocromo assemblare componenti in complessi ultra CEF, e la loro disposizione di come renderli capaci di collegare e scollegare dinamicamente, per svolgere funzioni diverse, i vivi adattarsi a diversi la condizioni di luce e di energia richiesta.
Queste informazioni, insieme ad ulteriori prove sperimentali, consentono ai ricercatori di proporre una nuova ipotesi per spiegare come funziona il supercomplex CEF.
Il professor Hippler ha detto che il supercomplex CEF è un eccellente esempio di struttura evolutivamente altamente conservata, ha spiegato che sembra essere protetto in molte piante e alghe e che non è cambiato in modo significativo per milioni di anni. .
Il professor Hankamer ha spiegato che questo lavoro è fondamentale per gli sforzi del Solar Biotechnology Center per sviluppare la prossima generazione di biotecnologie e industrie del solare.
Il centro si è espanso per includere 30 team internazionali in Europa, Asia, Stati Uniti, Australia e Nuova Zelanda, ed è impegnato nello sviluppo di biotecnologie ad energia solare di nuova generazione basate su alghe verdi fotosintetiche.
L'energia solare convertita dalla fotosintesi è circa 10 volte quella richiesta dagli esseri umani, ed è anche la base per la maggior parte degli esseri viventi sul pianeta. Il professor Hankamer ha affermato che l'obiettivo del team è ottimizzare il meccanismo di fotosintesi delle alghe verdi per produrre tecnologie che aiutino a soddisfare i bisogni energetici, alimentari e idrici del mondo. Per raggiungere questi obiettivi, è necessario capire come la fotosintesi sia a livello molecolare. funziona.
Queste nuove informazioni aiuteranno a guidare la progettazione di tecnologie di cattura solare di nuova generazione basate su microalghe e varie biotecnologie e industrie ad energia solare per la produzione di prodotti di alto valore, cibo, carburante e acqua pulita. Anche le soluzioni per il cambiamento climatico, l'estrazione di biossido di carbonio dall'atmosfera e il suo uso e stoccaggio sono aree interessanti.
