Investigadores de la Universidad de Queensland y la Universidad de Münster (WWU) han purificado y visualizado el supercomplejo Flujo de electrones (CEF), un componente clave de todos los mecanismos de fotosíntesis de las plantas que ayudan a guiar a la próxima generación de biología solar. El desarrollo de la tecnología.
Este descubrimiento, en colaboración con el equipo de científicos internacionales de la Universidad de Basilea, la Universidad de Okayama y la Universidad de Nueva Gales del Sur, se publicó en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias y proporciona nuevos conocimientos sobre el proceso de fotosíntesis a nivel molecular.
Para 2050, tendremos que aumentar el combustible en un 50%, 70% de los alimentos y 50% de agua limpia para satisfacer las necesidades de todos los seres humanos. La tecnología de microalgas fotosintéticas tiene el potencial de desempeñar un papel importante para satisfacer estas necesidades. Es el director del Centro de Biotecnología Solar. Al comprender mejor cómo estos microbios capturan y almacenan la energía solar a nivel molecular, Promoverá el desarrollo de la biotecnología solar.
Cultivo de microalgas que crece rápidamente bajo aguas residuales y condiciones de luz.
Durante más de tres mil millones de años, las plantas, las algas y las bacterias azul-verdes han desarrollado sofisticadas operaciones a nanoescala que les permiten realizar la fotosíntesis, en la que la energía solar se captura y almacena en forma de energía química.
Esta energía química existe en forma de moléculas de ATP y moléculas de NADPH, que son críticas para muchos procesos celulares.
El ATP y el NADPH permiten que crezcan los organismos fotosintéticos. A medida que crecen, producen oxígeno atmosférico y alimentos y combustible que sustentan la vida en la Tierra. El profesor Hippler dice que está en WWU Plant Biology and Biology. Instituto técnico de trabajo.
Hay dos modos de fotosíntesis: flujo de electrones lineales (LEF) y flujo de electrones cíclicos (CEF). Para funcionar de manera eficiente en condiciones de luz cambiantes, los organismos fotosintéticos deben equilibrar la luz que absorbe con la energía que necesita, ATP Y NADPH. Lo hace ajustando constantemente la relación entre los dos modos.
Una de las formas de la fotosíntesis es el flujo de electrones en circulación (imagen de Leavingbio.net)
Dos formas de fotosíntesis: flujo de electrones lineales. (Imagen de Leavingbio.net) Existe evidencia bioquímica de que una macromolécula llamada supercomplejo de flujo de electrones en circulación (CEF, por sus siglas en inglés) juega un papel clave en este proceso de ajuste fino. Sin embargo, el profesor Hankamer dijo que debido a su naturaleza dinámica, Los supercompuestos se utilizan para la determinación estructural.
Para resolver este problema, el equipo usó un método complejo para purificar y caracterizar el supercomplejo CEF a partir de microalgas, y luego analizó su estructura mediante microscopía electrónica.
En busca de supercomplejos, los investigadores han extraído cuidadosamente cerca de 500,000 complejos de proteínas de microalgas, de los cuales solo 1000 son supercomplejos CEF.
El análisis estructural revela cómo los complejos de captación de luz, los sistemas de luz y los componentes del citocromo b6f se ensamblan en supercomplejos CEF, y cómo se organizan de tal manera que puedan conectarse y desconectarse dinámicamente para realizar diferentes funciones, adaptando organismos a diferentes. Condiciones de luz y requisitos energéticos.
Esta información, junto con evidencia experimental adicional, permite a los investigadores proponer una nueva hipótesis para explicar cómo funciona el supercomplejo CEF.
El profesor Hippler dijo que el supercomplejo CEF es un excelente ejemplo de una estructura evolutivamente altamente conservada y explicó que parece estar protegido en muchas plantas y algas, y que no ha cambiado significativamente durante millones de años. .
El profesor Hankamer explicó que este trabajo es crucial para los esfuerzos del Centro de Biotecnología Solar para desarrollar la próxima generación de biotecnología solar e industria.
El centro se ha expandido para incluir 30 equipos internacionales en Europa, Asia, Estados Unidos, Australia y Nueva Zelanda, y se compromete a desarrollar biotecnología solar de última generación basada en algas verdes fotosintéticas.
La energía solar convertida por la fotosíntesis es aproximadamente 10 veces la requerida por los humanos, y también es la base para la mayoría de los seres vivos en el planeta. El profesor Hankamer dijo que el objetivo del equipo es optimizar el mecanismo de fotosíntesis de las algas verdes para producir tecnologías que ayuden a satisfacer las necesidades mundiales de energía, alimentos y agua. Trabajando
Esta nueva información ayudará a guiar el diseño de tecnologías de captura solar de próxima generación basadas en microalgas y diversas biotecnologías e industrias que funcionan con energía solar para la producción de productos de alto valor, alimentos, combustible y agua limpia. Las soluciones para el cambio climático, la extracción de dióxido de carbono de la atmósfera y su uso y almacenamiento también son áreas interesantes.
