Fotosentez, dünyadaki en büyük doğal süreçtir. CO2 asimilasyonunun ışıktan bağımsız reaksiyonlarda, örneğin stromadaki Calvin-Benson Döngüsü aracılığıyla gerçekleştiği yaygın olarak kabul edilmiştir. Burada, fotosentezde PSII çekirdek kompleksi tarafından alışılmadık bir ışıkla çalışan CO2 asimilasyonu (metanole) rapor edildi. Olağanüstü bulgunun, normal ışıktan bağımsız asimilasyonda meydana gelen olağan elektron transferiyle birlikte eş zamanlı bir olay olması muhtemeldir. Kredi: Chinese Journal of Catalysis
Fotosistem II ile Işıkla Çalışan CO2 Asimilasyonu ve Fotosentezle İlişkisi
Fotosentez, güneş ışığını büyük ölçekte kimyasal enerjiye dönüştüren en büyük doğal süreçtir ve Dünya üzerindeki yaşamı sürdürmek. Fotosistem II (PSII) ve fotosistem I’deki (PSI) ışığa bağlı reaksiyonlar, H2O’nun moleküler oksijene oksidasyonunu ve indirgeme gücünün (NADPH ve ATP) üretilmesini sağlayan oksijenli fotosentezin temel olarak iki ardışık aşaması vardır. ), CO2 asimilasyonunun ise genellikle oksijen oluşumundan ve NADP+ indirgenmesinden çok sonra, stromadaki ışıktan bağımsız reaksiyonlar yoluyla gerçekleştiği bilinir.
Bu arada, ışığa bağlı reaksiyonlar sırasında CO2’nin (veya bikarbonatın) olduğu konusunda geniş bir fikir birliği vardır. ) bir substrat olarak indirgenmez, ancak O2 oluşumunda benzersiz bir uyarıcı rol oynar, yani sözde “bikarbonat etkisi”. Bikarbonat etkisinin yanı sıra PSII’deki bikarbonat bağlanma bölgelerinin rolü, 1970’lerden beri yoğun bir şekilde incelenmiş ve şimdiye kadar bazı önemli sonuçlara ulaşılmıştır. Bununla birlikte, PSII’deki CO2’nin (veya bikarbonatın) PSII tarafından “asimile edilmek” yerine, yalnızca suyun oksidasyonu sırasında destekleyici roller oynadığı düşünülmektedir.
Kısa bir süre önce, bir araştırma ekibi ilk kez bir ışık bildirdi. Oksijen oluşumuyla birlikte metanol (CH3OH) oluşumunun yerinde kütle spektrometrisi, gaz kromatografisi ve izotopik etiketleme deneyleri ile doğrulandığı PSII çekirdek kompleksi tarafından yönlendirilen CO2 asimilasyonu.
Ekip şunları içeriyordu: Dalian Teknoloji Üniversitesi, Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi, Çin ve ABD, Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden bilim adamları.
Böyle alışılmadık bir CO2 asimilasyonunun eşzamanlı bir olay olması muhtemeldir. normal ışıktan bağımsız asimilasyonda meydana gelen olağan elektron transferi ile birlikte. Bu keşif olağanüstü ve fotosentez mekanizmasına ilişkin anlayışımızı önemli ölçüde değiştirebileceği için büyük önem taşıyor. Sonuçlar Chinese Journal of Catalysis’te yayınlandı.
Referanslar: “Light-driven CO2 asimilation by photosystem II and its ilişkisi ile fotosentez” yazan Yuehui Li, Duanhui Si, Wangyin Wang, Song Xue, Wenzhe Shang, Zhanyou Chi, Can Li, Ce Hao, Govindjee Govindjee ve Yantao Shi, 2 Aralık 2022, Chinese Journal of Catalysis.
DOI: 10.1016/S1872-2067(22)64170-6