¿Cómo se ensambla la máquina molecular?

El estudio fue publicado por el Ruhr-Universität Bochum Team (RUB), los Institutos Max Planck de Bioquímica y Biofísica, el Centro de Microbiología Sintética (SYNMIKRO) y el Departamento de Química de la Universidad Phillips de Marburg, Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, EE.UU. y la Universidad de Paris-Saclay, Francia, en línea el 12 de abril de 2021 en la revista Nature Plants.

Catalizador de vida

El fotosistema II (PS II) es de fundamental importancia para la vida, ya que es capaz de estimular la división del agua. El oxígeno liberado en esta reacción nos permite respirar. Además, el PS II convierte la energía luminosa de tal manera que el dióxido de carbono presente en la atmósfera se puede utilizar para formar moléculas orgánicas. Por tanto, PS II marca el inicio molecular de todas las cadenas alimentarias. Su estructura y función ya se han investigado en detalle, pero hasta ahora se sabe poco sobre los procesos moleculares que conducen al ensamblaje ordenado del compuesto.

Producción de ensamblajes

La PS II consta de más de 100 piezas individuales que deben unirse en un proceso bien coordinado para finalmente crear una máquina completamente funcional. Las proteínas auxiliares, llamadas factores de ensamblaje, que son responsables de los pasos secundarios, juegan un papel crucial en este proceso. “Imagínelos como robots en una línea de montaje, por ejemplo haciendo un automóvil”, explica el profesor Mark Nowakzek de la Cátedra RUB en Bioquímica Vegetal. “Cada robot agrega una porción o combina unidades prefabricadas para crear una máquina perfecta”.

Al descubrir cómo hacer esto, la dificultad fue aislar un producto intermedio, incluidos sus auxiliares moleculares, ya que estos estados de transición son muy inestables en comparación con el producto final y solo están presentes en cantidades muy pequeñas. Solo mediante el uso de trucos, como eliminar una parte de la producción de la línea de montaje, fue posible aislar una fase intermedia con proteínas auxiliares acompañantes por primera vez.

READ  La sesión informativa de la NASA sobre la ciencia de la perseverancia temprana en Marte ocurre el miércoles

Cold Insights: microscopía electrónica criogénica

Gracias a la microscopía crioelectrónica, se pueden obtener imágenes de estructuras proteicas sensibles, que incluyen estados de transmisión de PS II e incluso las partículas de virus más pequeñas. Los datos, publicados en Nature Plants, muestran la estructura molecular de un complejo de transición PS II que contiene hasta tres co-proteínas. “Al construir el modelo estructural PSII, se demostró que una de estas proteínas auxiliares causa cambios estructurales previamente desconocidos que eventualmente vinculamos a un nuevo mecanismo protector”, explica el Dr. Til Ruddack del Centro de Diagnóstico de Proteínas (ProDi). Durante este paso de ensamblaje, PS II solo está parcialmente activo: los procesos inducidos por la luz ya pueden ocurrir, pero la división del agua aún no se ha activado. Esto, como resultado, conduce a la formación de especies agresivas de oxígeno que pueden dañar el complejo incompleto. Sin embargo, la unión a la proteína auxiliar y el cambio estructural que la acompaña podrían inhibir la formación de moléculas dañinas, protegiendo así el compuesto en su fase débil. Otra proteína auxiliar, a su vez, establece la activación del mecanismo de división del agua. “Una vez que logremos identificar cualquier otra etapa intermedia de esta activación, esta podría ser la clave para una comprensión profunda de la división molecular del agua impulsada por la luz. Como resultado, podemos desarrollar el desarrollo de catalizadores sintéticos para convertir la energía de la luz del sol en materia orgánica “.

/ Liberación General. Este material proviene del establecimiento original y puede ser de naturaleza cronológica, y está editado para mayor claridad, estilo y extensión. Espectáculo completo Aquí.

READ  "Me sentí tan pesado": los astronautas describen su regreso a la Tierra en la cápsula SpaceX

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *