Η συνεργασία του εργαστηρίου Βιομοριακής Δυναμικής και Μηχανικής (Επικ. Καθ. Βαγγέλης Δασκαλάκης) του Τμήματος Χημικών Μηχανικών με το εργαστήριο Υπολογιστικής Φυσικής και Βιοφυσικής του Constructor University, Bremen (Kαθ. Ulrich Kleinekathöfer) οδήγησε σε δημοσίευση που φιλοξενείται στο εξώφυλλο του επετειακού τεύχους Ιανουαρίου του περιοδικού ACS J. Phys. Chem Au (IF 3.7).
Τίτλος άρθρου: «An Unexpected Water Channel in the Light-Harvesting Complex of a Diatom: Implications for the Switch between Light Harvesting and Photoprotection»
Περιεχόμενο εργασίας: Στη μελέτη αυτή πραγματοποιήσαμε βιομοριακές προσομοιώσεις του συμπλόκου απορρόφησης φωτός FCP από το διάτομο Phaeodactylum tricornutum, χρησιμοποιώντας μεθόδους Κλασσικής Μηχανικής και Κβαντικής Χημείας (55 μs) σε ατομική κλίμακα. Τα διάτομα αποτελούν μοναδικά μοντέλα για μελέτη της φυσικής φωτοσυνθετικής διαδικασίας καθώς εκφράζουν μια πολύ αποδοτική φωτοσυνθετική μηχανή και ένα εξελιγμένο μηχανισμό φωτοπροστασίας. Πέρα από κάθε διαίσθηση, ανιχνεύσαμε ένα κανάλι νερού που ενεργοποιείται σε χαμηλό pH, κατά μήκος της διαμεμβρανιακής FCP. Το κανάλι αυτό ενυδατώνει και πρωτονιώνει επιλεκτικά μια χλωροφύλλη που βρίσκεται στο μέσο της φωτοσυνθετικής θυλακοειδούς μεμβράνης, τροποποιώντας το φάσμα απορρόφησής της. Η δυναμική του καναλιού αυτού μοιάζει με αντίστοιχες διεργασίες στις ακουαπορίνες (φυσικά φίλτρα πρωτονίων και ιόντων). Πολλές κυτταρικές διεργασίες εξαρτώνται από τη μεταφορά πρωτονίων σε διαμεμβρανιακές πρωτεΐνες μέσω δικτύων από μόρια νερού, με αποτέλεσμα η εργασία να προσφέρει (α) βασική γνώση στον έλεγχο της φωτοσυνθετικής διαδικασίας στα διάτομα ή ακόμα και στα ανώτερα φυτά, (β) επιπλέον στόχους για τη Βιομοριακή Μηχανική, με σκοπό να αυξηθεί η βιομάζα των διατόμων με εφαρμογές στην παραγωγή βιοκαυσίμων και συμπληρωμάτων διατροφής, και (γ) γνώση για τη βελτιστοποίηση και ανάπτυξη συστημάτων τεχνητής φωτοσύνθεσης.
Διαβάστε περισσότερα στους παρακάτω συνδέσμους:
https://pubs.acs.org/toc/apcach/5/1
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphyschemau.4c00069