ترمیم آنزیم فتوسنتز روبیسکو

0

ترمیم آنزیم فتوسنتز روبیسکو

ترمیم آنزیم فتوسنتز روبیسکو ماناژیت هایر-هارتل ، گروه تحقیقاتی “تاشو پروتئین به کمک چاپرون” ، علاقه دیرینه ای به آنزیم مرکزی فتوسنتز به نام روبیسکو دارد. تیم وی قبلاً در مورد مقاله بسیاری از شرکای متقابل Rubisco که برای جمع شدن و مونتاژ این پروتئین بسیار فراوان مورد نیاز است ، گزارش داده است. در مطالعه حاضر ، آنها توضیح داده اند که چگونه Rubisco activase کار می کند. همانطور که از نام آن مشخص است ، این آنزیم برای ترمیم روبیسکو پس از از دست دادن فعالیت خود بسیار حیاتی است. این مطالعه در Cell منتشر شده است .

دانشکده ها : این آنزیم روبیسکو کاتالیز جذب CO 2 از جو به مواد آلی است. این مرحله مرکزی در فتوسنتز است که مولکولهای قند را برای تولید اساساً همه زیست توده تولید می کند. روبیسکو علیرغم نقش محوری اش نسبتاً کند عمل می کند و به راحتی توسط محصولات قندی مهار می شود. با بهبود عملکرد Rubisco Hayer-Hartl امیدوار است که بتواند روند فتوسنتز را تقویت کند. هدف پرداختن به تقاضای جهانی در حال رشد برای غذا و کاهش تغییرات آب و هوایی ناشی از گازهای گلخانه ای فعلی است.

آنزیم Rubisco activase ، Rca ، در گیاهان ، جلبک ها و سیانوباکتری های خاص وجود دارد. Rca یک مجموعه حلقه ای شکل از شش زیر واحد با منافذ مرکزی است. اینکه دقیقاً Rca چگونه با Rubisco مهار شده ارتباط برقرار می کند و قند مقید شده را از جیب سایت فعال Rubisco آزاد می کند و فعالیت تثبیت CO ۲ خود را بازیابی می کند ، تاکنون مشخص نبود. با کمک بیوشیمی ، کریستالوگرافی و میکروسکوپ الکترونی الکترونیکی ، هایر-هارتل و همکارانش اکنون موفق به رمزگشایی از مکانیسم مولکولی یک Rca سیانوباکتریال شده اند.

آنها کشف کردند که Rca دم انتهای N روبیسکو را می گیرد و با کشیدن و فشار دادن اقدامات ، با استفاده از انرژی ATP ، جیب سایت فعال را باز می کند. این منجر به آزاد شدن مولکول قند بازدارنده می شود. در سیانوباکتریوم ، روبیسکو در میکرو محفظه های ویژه ای بنام carboxysomes بسته بندی می شود که در آنها غلظت بالای CO ۲ برای تسهیل عملکرد Rubisco تولید می شود.

در مطالعه قبلی ، هایر-هارتل نشان داد که چگونه روبیسکو از طریق تعامل با حوزه های SSUL پروتئین داربست CcmM در کاربوکسیزوم ها استخدام می شود. جالب توجه است ، محققان اکنون دریافتند که Rca با استفاده از یک ترفند بسیار مشابه در carboxysomes استخدام می شود. hexamer Rca همچنین حاوی دامنه های SSUL است که در هنگام تشکیل کربوکسیزوم بر روی روبیسکو متصل می شوند. این اطمینان می دهد که Rca به اندازه کافی در داخل carboxysomes وجود دارد تا عملکرد اصلی ترمیم را انجام دهد. بنابراین ، Rca نه تنها در فعال سازی Rubisco عمل می کند بلکه در استخدام خود در carboxysomes نیز واسطه است.

ماناجیت هایر-هارتل نتیجه گیری می کند: “Rca برای عملکرد بهینه روبیسکو کاملاً مورد نیاز است. رمزگشایی از مکانیزم و عملکرد دوگانه آن در سیانوباکتری ها به ما کمک می کند تا در آینده از فتوسنتز مntثرتر عمل کنیم. امیدوارم این امر ما را به هدف نهایی نزدیک کند ، برای افزایش بهره وری کشاورزی “.