Тим од научници разви ново хемиско соединение кое ја инхибира фотосинтезата во лисјата на растенијата: ја потиснува активноста на протеинскиот комплекс кој врши една од клучните реакции на процесот - распаѓање на водата до кислород. Оваа супстанца може да стане прототип на хербициди кои се борат со плевелите, додека е безопасна за луѓето и животните. Резултатите од студијата, поддржани од грант од Руската научна фондација (РСФ), беа објавени во списанието Cells, пренесува „Газета.ру“.
Фотосинтезата е процес со кој растенијата синтетизираат органски соединенија од јаглерод диоксид и вода на светлина. Се изведува со помош на два големи протеински комплекси - фотосистеми 1 и 2 (PS1 и PS2), од кои секој се состои од центар за реакција, околни протеини и пигменти. Под влијание на сончевата светлина, хлорофилот во реакциониот центар оди во возбудена состојба и ги пренесува своите електрони на другите молекули во фотосистемот. Последователните транзиции на електрони се придружени со акумулација на високоенергетски молекули, како што е АТП, вклучени во синтезата на органски соединенија. Недостатокот на електрони изгубени од хлорофилот се компензира со распаѓање на молекулите на водата - во текот на овој процес се ослободува кислородот како нуспроизвод.
Научниците од Институтот за фундаментални биолошки проблеми на Руската академија на науките (Пушчино) и колегите од Универзитетот Гази (Турција) синтетизираа ново соединение базирано на бакар и органски фрагмент што ја потиснува фотосинтезата во лисјата. За да се одреди ефектот на супстанцијата, авторите изолираа тилакоидни мембрани збогатени со PS2 - структури во хлоропластите - од лисјата и додадоа раствор од новото соединение во добиената суспензија. Инхибиторниот ефект беше оценет со тоа колку се намали ослободувањето на кислород индуцирано од светлина - на тој начин неговата стапка беше намалена за 69%. Покрај тоа, ефектот на супстанцијата беше испитан со голем број други реакции кои ја карактеризираат активноста на PS2: на пример, додавањето на инхибитор го намали сјајот на хлорофилот за време на фотосинтезата. Во исто време, ефективноста на лекот не се менуваше со текот на времето, туку зависеше само од неговата концентрација.
Намалувањето на производството на кислород покажа дека фотосистемот работи помалку ефикасно. Се претпоставува дека главната цел на новиот хербицид е реакциониот центар на протеинскиот комплекс: супстанцијата се врзува за јадрото PS2 и ја менува неговата структура. Како резултат на тоа, веруваат научниците, бил нарушен процесот на пренос на полнеж помеѓу компонентите на синџирот за транспорт на електрони.
Развиениот инхибитор може да се користи за создавање на нов хербицид, кој ќе се користи, на пример, во борбата против брзорастечките плевели кои се појавуваат пред да ртат културите. Бидејќи реакцијата на распаѓање на водата се случува само во растителната клетка, хербицидот најверојатно ќе биде целосно безбеден за луѓето и животните.
„Ние развивме соединение кое ефикасно ќе се ослободи од несаканите растителни видови, а со тоа значително ќе ги зголеми приносите на земјоделските култури. Овие податоци можат да станат фундаментална основа за развој на супстанции кои ефикасно дејствуваат при најниски можни концентрации“, вели првиот автор на делото, Сергеј Жармухамедов, кандидат за биолошки науки, водечки истражувач на Институтот за фундаментални биолошки проблеми на Руската Федерација. Академија на науките.
Во студијата учествуваа и научници од Институтот за молекуларна биологија и биотехнологија на Националната академија на науките на Азербејџан (Баку), Институтот за физиологија на растенијата именуван по К.А. Тимирјазев (Москва), Универзитетот Крал Сауд (Саудиска Арабија) и Московскиот државен универзитет именуван по М.В. Ломоносов (Москва).