Potrebno je mnogo pomagača da se izgrade proteinski kompleksi potrebni za fotosintezu i da se stalno popravljaju na jakom svetlu. Fotosinteza se odvija pred našim očima svakog dana u svakom pojedinačnom malom zelenom listu – ali detalji složenog procesa još uvek nisu u potpunosti shvaćeni. Istraživački tim na Univerzitetu Rur u Bohumu na čelu sa profesorkom Danjom Šuneman otkrio je još jedan deo slagalice.
Tim, predvođen bivšim dr. student Dominikue Stolle i aktuelni dr. studentica Lena Osterhof, analizirala je kako se konstruiše protein D1, koji je vitalan za fotosintezu, i razvila novu in vitro tehniku za tu svrhu. Ispostavilo se da je u proces verovatno uključeno oko 140 proteina, od kojih su neki ranije bili neopisani. Istraživači su detaljnije opisali jedan posebno važan protein.
Oni su svoj izveštaj objavili u časopisu EMBO 27. avgusta 2024.
Istraživanje se bavilo biogenezom proteinskih kompleksa u hloroplastima. Pre svega se fokusirao na formiranje proteina D1, suštinske komponente fotosistema II. Protein je integrisan u tilakoidnu membranu i stalno se oštećuje do te mere, posebno pri jakom svetlu, da se mora razgraditi i ponovo izgraditi u kontinuiranom ciklusu popravke.
„Ova degradacija i rekonstrukcija je neverovatno komplikovan proces, baš kao i de novo sinteza čitavog fotosistema“, kaže Danja Šuneman. „Više od 20 podjedinica ovog sistema moraju se proizvesti u ćeliji, transportovati do konačnog odredišta i na kraju tamo sastaviti.
Da bi bolje razumeo ove mehanizme, njen tim je razvio novu in-vitro metodu koja po prvi put omogućava prečišćavanje ribozoma koji trenutno proizvode D1 protein dok rade svoj posao.
„Do sada je bilo moguće samo prečišćavanje ribozoma uopšte“, objašnjava Šuneman. „Sada možemo da im gledamo preko ramena dok rade, da tako kažem.
Istraživači su takođe utvrdili koji su dodatni faktori – osim ribozoma – uključeni u sastavljanje D1. Identifikovali su 140 proteina – neki koji su već bili poznati iz drugih procesa, drugi koji još nisu opisani.
Za detaljniju analizu, tim je odabrao posebno istaknut protein: STIC2. „Znali smo da ispunjava važnu funkciju u izgradnji tilakoidne membrane, ali nismo tačno znali koja je to funkcija“, objašnjavaju istraživači. Oni su pokazali da ovaj protein blisko sarađuje sa drugim proteinom, SRP54, u formiranju i popravljanju D1.
„STIC2 interaguje sa određenim strukturama u tilakoidnim membranama, što je ključno za ispravnu inkorporaciju D1 i verovatno drugih centralnih proteina fotosistema u membranu“, kaže Šuneman.
