Teamo de sciencistoj evoluigis novan kemian kunmetaĵon kiu malhelpas fotosintezon en plantfolioj: ĝi malhelpas la agadon de proteinkomplekso kiu efektivigas unu el la ŝlosilaj reagoj de la procezo - la putriĝo de akvo en oksigenon. Ĉi tiu substanco povas fariĝi la prototipo de herbicidoj, kiuj kontraŭbatalas fiherbojn, dum ĝi estas sendanĝera por homoj kaj bestoj. La rezultoj de la studo, subtenataj de subvencio de la Rusa Scienca Fondaĵo (RNF), estis publikigitaj en la revuo Cells, raportas. Gazeta.ru.
Fotosintezo estas la procezo per kiu plantoj sintezas organikajn substancojn el karbondioksido kaj akvo. Ĝi estas efektivigita helpe de du grandaj proteinaj kompleksoj - fotosistemoj 1 kaj 2 (PS1 kaj PS2), ĉiu el kiuj konsistas el reakcia centro, ĉirkaŭaj proteinoj kaj pigmentoj. Sub la ago de sunlumo, la klorofilo en la reagcentro iĝas ekscitita kaj transdonas siajn elektronojn al aliaj molekuloj en la fotosistemo. Postaj elektrontransiroj estas akompanitaj per la amasiĝo de alt-energiaj molekuloj, kiel ekzemple ATP, implikitaj en la sintezo de organikaj substancoj. La manko de elektronoj forlasitaj de klorofilo estas kompensita per la putriĝo de akvomolekuloj - estas dum ĉi tiu procezo ke oksigeno estas liberigita kiel kromprodukto.
Sciencistoj de la Instituto de Fundamentaj Biologiaj Problemoj de la Rusa Akademio de Sciencoj (Pushchino) kun kolegoj de Universitato Gazi (Turkio) sintezis novan kunmetaĵon bazitan sur kupro kaj organika fragmento kiu subpremas fotosintezon en folioj. Por determini la efikon de la substanco, la aŭtoroj izolis PS2-riĉigitajn tilakoidajn membranojn de folioj - strukturoj ene de kloroplastoj - kaj aldonis solvon de la nova kunmetaĵo al la rezulta suspendo. La inhibicia efiko estis taksita per kiom la oksigena liberigo kaŭzita de lumigado estis reduktita - ekzemple, ĝia indico estis reduktita je 69%. Krome, la efiko de la substanco estis studita per kelkaj aliaj reagoj karakterizantaj la agadon de PS2: ekzemple, la aldono de inhibitoro reduktis la lumineskon de klorofilo dum fotosintezo. Samtempe, la efikeco de la drogo ne ŝanĝiĝis kun la tempo, sed dependis nur de ĝia koncentriĝo.
Malkresko en oksigenliberigo indikis ke la fotosistemo funkciis malpli efike. Oni supozas, ke la ĉefa celo de la nova herbicido estas la reakcia centro de la proteina komplekso: la substanco ligas al la PS2-kerno kaj ŝanĝas sian strukturon. Kiel rezulto, laŭ sciencistoj, la procezo de ŝargotransigo inter la komponentoj de la elektrona transportĉeno estis interrompita.
La evoluinta inhibilo povas esti uzata en la kreado de nova herbicido, kiu estos uzata, ekzemple, en la batalo kontraŭ rapidaj kreskantaj fiherboj, kiuj aperas antaŭ la ĝermado de kultivaĵoj. Ĉar la akvomalkompona reago okazas nur en la plantĉelo, la herbicido verŝajne estos tute sekura por homoj kaj bestoj.
"Ni evoluigis kunmetaĵon, kiu efike forigos nedeziratajn plantospecojn, tiel signife pliigante kultivaĵojn. Ĉi tiuj datumoj povas fariĝi fundamenta bazo por la disvolviĝo de substancoj efikaj ĉe la plej malaltaj eblaj koncentriĝoj,” diras la unua aŭtoro de la verko, Sergey Zharmukhamedov, Kandidato de Biologiaj Sciencoj, Ĉefa Esploristo ĉe la Instituto de Fundamentaj Biologiaj Problemoj de la Rusa. Akademio de Sciencoj.
Ankaŭ, sciencistoj de la Instituto de Molekula Biologio kaj Bioteknologio de la Nacia Akademio de Sciencoj de Azerbajĝano (Bakuo), la Instituto de Planto-Fiziologio nomita laŭ K.A. Timiryazev (Moskvo), King Saud University (Saudi-Arabio) kaj Moskva Ŝtata Universitato nomita laŭ M.V. Lomonosov (Moskvo).