Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Wiadomości

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Naukowcy z WBBiB oraz MCB UJ publikują w "Science Advances"

Naukowcy z WBBiB oraz MCB UJ publikują w "<span lang="en">Science Advances</span>"

Naukowcy z Zakładu Biofizyki Molekularnej Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii (WBBiB) oraz grupy Maxa Plancka Małopolskiego Centrum Biotechnologii (MCB) Uniwersytetu Jagiellońskiego przeprowadzili wspólny projekt badawczy celem poznania procesów fotosyntetycznych na poziomie atomowym.

Efektem tej współpracy stało się uzyskanie wysokorozdzielczych struktur cryo-EM błonowego kompleksu białkowego cytochrom b6f, jednego z kluczowych białek fotosyntezy. Białko to pełni funkcję nośnika elektronu między plastochinolem (drobna cząsteczka chemiczna w błonie) a plastocyjaniną (ruchliwe białko pozabłonowe) łącząc inne ważne błonowe kompleksy białkowe – fotosystemy w funkcjonalną całość. Struktury zostały opublikowane w najnowszym numerze czasopisma "Science Advances".

Pierwsza ze struktur, o rozdzielczości 2,7 angstrema (Å), pokazuje, w jaki sposób plastocyjanina przyłącza się do dimerycznego kompleksu, aby efektywnie odebrać elektron w trakcie reakcji katalitycznej. Co ciekawe, struktura pokazuje tylko jedną plastocjaninę przyłączoną do dimeru.  Druga struktura (o wyjątkowo wysokiej rozdzielczości 2,1 Å) identyfikuje szereg cząsteczek plastochinonu ułożonych w sposób sugerujący istnienie specyficznego kanału umożliwiającego przepływ cząsteczek tego związku przez centrum katalityczne (miejsce gdzie zachodzi istotna dla całego procesu reakcja utleniania platochinonu). Co ciekawe, zarówno wejście jak i wyjście tego kanału znajduje się w osobnych rejonach białka, co wskazuje na możliwość jednokierunkowego przepływu cząsteczek plastochinonu, w czasie którego dochodzi do reakcji katalitycznej. Byłby to całkowicie nowy sposób oddziaływania białka z substratem, różniący się od dotychczas postulowanego modelu, w którym plastochinon opuszcza centrum katalityczne po reakcji wycofując się tym samym kanałem którym uprzednio wszedł do centrum. Struktura uwidoczniła również, że cytochrom b6f specyficznie oddziałuje z fosfoproteiną TSP9 – małym białkiem biorącym udział w regulacji procesu fotosyntezy w tylakoidach, ale dotąd nie rozważanym jako potencjalny partner cytochromu b6f.

Dr hab. Marcin Sarewicz, pierwszy autor pracy, wyjaśnia: - Odkrycie tego oddziaływania rzuca nowe światło na temat sposobu, w jaki może dochodzić do regulacji procesu fotosyntezy na poziomie cytochromu b6f z udziałem TSP9.

- Nowe informacje, jakich dostarczyły opublikowane struktury, przyczynią się do głębszego zrozumienia molekularnych podstaw wydajności energetycznej fotosyntezy, stając się jednocześnie podstawą dalszych badań spektroskopowych - podsumowuje prof. Artur Osyczka, kierownik Zakładu Biofizyki Molekularnej WBBiB UJ.

Dr hab. Sebastian Glatt z MCB UJ (Glatt Laboratory) dodaje: - Szczególnie dlatego, że struktura o rozdzielczości 2,1Å jest obecnie najdokładniejszym modelem cytochromu b6f uzyskanym dla roślin wyższych. Także, ze względu na wyjątkowo wysoką rozdzielczość, struktury dostarczą modeli do dokonywania obliczeń kwantowo-mechanicznych celem dalszego zrozumienia fizyko-chemicznych podstaw kluczowych reakcji fotosyntezy katalizowanych przez cytochrom b6f.

Próbki białkowe zostały wyizolowane i scharakteryzowane biochemicznie na WBBiB UJ. Próbki do analizy strukturalnej zostały przygotowane w Laboratorium Biologii Strukturalnej MCB, a dane strukturalne zostały zebrane przy użyciu mikroskopu elektronowego Titan Krios G3i w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Projekt był finansowany ze środków przyznanych przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej (grant TEAM kierowany przez prof. A. Osyczkę, oraz TEAM TECH Core Facility kierowany przez dr. hab. S. Glatta).

Polecamy również
Badacze Uniwersytetu Jagiellońskiego stypendystami fundacji Fulbrighta
Badacze Uniwersytetu Jagiellońskiego stypendystami fundacji Fulbrighta
Prof. <span lang="en">Jonathan Heddle</span> otrzymał Nagrodę Profesury <span lang="en">Leverhulme</span>
Prof. Jonathan Heddle otrzymał Nagrodę Profesury Leverhulme
Polsko-ukraiński projekt badawczy na UJ zrealizuje prof. Maciej Pabijan
Polsko-ukraiński projekt badawczy na UJ zrealizuje prof. Maciej Pabijan
Studentka UJ CM z Nagrodą Pielęgniarską Królowej Sylwii
Studentka UJ CM z Nagrodą Pielęgniarską Królowej Sylwii

Widok zawartości stron Widok zawartości stron