Тривалість життя комплексів фотосинтезу у вищих рослин Макс-Планк-Гезельшафт
Хлоропласти і фотосинтез
Під час фотосинтезу рослини використовують енергію сонячного світла для фіксації СО2 та утворення з нього органічних сполук. Одночасно вода окислюється, утворюючи молекулярний кисень. Ця послідовність реакцій локалізована в хлоропластах і може бути розділена на два підстадії: світлозалежні реакції фотосинтетичного переносу електронів, що відбуваються в тилакоїдних мембранах і які забезпечують відновники у вигляді НАДФН та хімічної енергії у вигляді АТФ для засвоєння СО2, та ті, що знаходяться в стромі хлоропластів, що відбуваються реакції циклу Кальвіна. Цикл Кальвіна асимілює СО2 у вуглеводи, споживаючи АТФ і НАДФН.
АТФ та НАДФН: Занадто багато шкідливо
Зменшення активності циклу Кальвіна призводить до нижчого споживання АТФ і НАДФН. Щоб уникнути масового зливу електронів на альтернативні акцептори, особливо молекулярний кисень, пов'язаний з цим, фотосинтетичний транспорт електронів повинен бути регульований. В іншому випадку збільшиться виробництво активних форм кисню (АФК), які можуть зруйнувати апарат фотосинтезу та спричинити процеси загибелі клітин. Тому надзвичайно важливо для життєздатності установки адаптувати потужність фотосинтетичного виробництва АТФ та НАДФН до відповідних вимог [1].
Два білкові комплекси регулюють фотосинтетичний транспорт електронів
Адаптація фотосинтетичного транспорту електронів до попиту в основному досягається зміною вмісту двох білкових комплексів у тилакоїдної мембрані: З одного боку, коригується вміст комплексу цитохрому b6f (b6f), який каталізує обмежувальну швидкість фотосинтетичного транспорту електронів. в інших вміст пластидної АТФ-синтази суворо регламентований. Останній ферментний комплекс використовує протонну рухову силу, створену фотосинтетичним транспортом електронів, для синтезу АТФ. Вміст обох комплексів може змінюватися більш ніж у десять разів під час розвитку листя або при адаптації до стресу [1].
Рис.1: Біогенез та деградація фотосинтетичних комплексів у вищих рослин. Подальше пояснення в тексті.